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哈勃望远镜能看那么远,那为什么不直接这样观察星球?

  终于有机会回答一次。简单地说一下
  星光其实非常暗淡,如果放大倍数不够,你看到的就是一个亮点,那就没有意义。如果去放大观测,那么就非常暗!普通的星空摄影和包括哈勃望远镜的摄影,其实都是用"光积累"的原理,通过对准一个天体或者一片天空的长时间拍摄,将一个时间段(可能是几分钟到几个小时以上)的星光积累起来,才能看到明显的星空或者天体照片。甚至大多数时候都必须用软件后期处理,消除杂光,提高亮度,甚至增加颜色。还有很常见的星空摄影后期处理是把对一个星体或者方向拍摄的很多张长时曝光的照片再次全部叠加起来才能获得该拍摄对象的明显图像。对于在地球上的拍摄者来说,几分钟以上的长时间曝光会受到地球自转的严重干扰,拍出来的星星不是一个个点而是一条条弧线。这就还得用到赤道仪来挂着相机,并按照地球自转方向的反向旋转。所以总结地说,星空摄影都是长时间曝光的产物,哈勃望远镜也一个道理。所以人类是不可能用望远镜实时看到星光照片的效果的。因为星光太暗太暗太暗了。不过有些大的景观还是能看,比如在光污染很少的地方看银河,这个是可以看到的。但是你想看到长时曝光照片里那种绚烂的场景是完全不可能的。肉眼看银河也只是蒙蒙的一层雾一样,能看到就不错了。星空摄影非常烧钱,跟玩儿单反一样,你能做的除了出去拍,就是买设备。而且这东西没有尽头,你就算把哈勃买下来,其实还是有太远的你不能拍的天体。
  说句玩笑话,一次深空摄影,终生戒深空摄影,为了大家的人身和财产安全,请远离深空摄影,嘻嘻
  亲们看完了下面哈勃拍的照片,来告诉我,心痒了吗?要不要来一套深空摄影十万元入门设备套装?
  哈哈我不是卖设备的,只是调侃一下
  自1990年4月24日升空以来,哈勃望远镜已经拍摄了无数张迷人的星空图片,在2016年3月4日,哈勃还拍到了134亿光年之外的古老星系,刷新了人类观测距离的记录。
  哈勃望远镜能看那么远,那直接这样观察星球怎么样?其实,尽管哈勃望远镜性能优越,但拍摄太阳系内的行星卫星并不是它的强项,它在这方面做得还不如近距离掠过的探测器。
  我们以火星为例来进行说明。根据哈勃望远镜的分辨率(0.05角秒),以及哈勃望远镜到火星的距离(取最近的距离5600万千米),我们可以计算出在哈勃望远镜拍出的最清晰的火星图片中,一个像素相当于火星上的13公里。这种分辨率足以碾压几乎所有地球大气层内部和近地轨道上的望远镜,但这相对于火星探测器来说,还是太弱。火星勘测这轨道飞行器距离火星地表只有300千米,在如此近的距离下,它拍摄火星表面的分辨率是甩了哈勃望远镜好几条街了。火星勘测这轨道飞行器携带的相机的分辨率只有0.2角秒,一个像素对应0.3米,与哈勃望远镜差了好几个数量级,这就是距离的优势。
  时间进入21世纪的今天,太阳系的八大行星、主要的卫星、各矮行星以及主要的小行星,都已经有探测器环绕拍摄或者近距离掠过拍摄,得到的图像也远比哈勃望远镜拍摄的清晰许多。所以,哈勃望远镜在这个领域已经没有用武之地了。
  川陀太空
  20170824
  如果题主说的"星球"是指太阳系中的行星和各种天体的话……谁说哈勃望远镜不能直接观测这些天体的?有图有真相:   ↓火星及其卫星   (来源:http://hubblesite.org/image/4061/news/62-mars)   ↓木星的极光   (来源:https://www.nasa.gov/feature/goddard/2016/hubble-captures-vivid-auroras-in-jupiter-s-atmosphere)   ↓ 木卫二的羽流(来源:http://hubblesite.org/image/4016/news/20-jupiter)   ↓ 木卫三的极光   (来源:http://hubblesite.org/image/3505/news/20-jupiter)   ↓天王星的环和卫星   (来源:https://www.jpl.nasa.gov/spaceimages/details.php?id=PIA01281)   ↓ 海王星上的暗点   (来源:http://hubblesite.org/images/news/69-neptune)   只不过,由于人类目前的技术已经完全可以允许我们通过发射探测器来更精细更多元地探测太阳系中的各种天体了,所以探测器能够观测到更多而已 。不仅是各种波段的光学观测,探测器还会携带各种科学仪器,更有针对性、更加全方位地观测这些太阳系天体。   例如木星探测器朱诺号,就携带了重力测量装置、磁场测量仪器、等离子体和带电粒子测量仪器等各种仪器。   (图:朱诺号搭载的科学仪器。   来源:https://www.nasa.gov/mission_pages/juno/spacecraft/index.html)   再比如火星探测器好奇号,不仅携带了多个高分辨率相机,可以直接在火星表面上近距离拍摄,还携带了可以直接在火星上分析矿物成分的化学仪器(ChemCam),想知道这块石头什么成分?直接激光打过去测一下就好,光谱马上就出来了……   (图:好奇号的化学相机ChemCam。   来源:https://msl-curiosity.cnes.fr/en/MSL/GP_chemcam.htm)   总结:哈勃望远镜当然可以观测太阳系中的各个天体,只是针对每个具体的天体,探测器的探测更有针对性、更加全面、而且有时候精度更高而已。即便如此,哈勃望远镜以及许多天文望远镜也依然是我们观测研究太阳系内天体时的重要辅助手段。至于太阳系以外的、更远的星球和天体……太远了,拍不了那么清楚……   哈勃望远镜的目的是尽可能看得远一点,目前哈勃最远看到过134亿光年外的天体,但是也仅仅是看到而已,哈勃望远镜2.4米的口径其实连月球的细节都看不清,更不要说几十光年上千万光年外的天体了。   哈勃望远镜能做到的只是增加星体的亮度,无法呈现出任何细节,而且就算是6.5米的韦伯望远镜上天后也同样无法看到星球的细节,望远镜小只是一方面的原因,根本问题还是天体距离太远。   哈勃望远镜看4.22光年外的比邻星就像是从北京看上海的一个苹果大小的光源,最多只能看到这个光源,至于这个光是什么东西发出来的,哈勃望远镜是看不到的,哈勃望远镜能看到的只是本身就会发光的恒星和巨量恒星构成的星系,对于不发光的行星的观测能力是非常有限的。   人类现在的宇宙学观测主要是可见光波段和不可见光波段,可见光本质上也是电磁波的一种,而可见光波段之外的广阔电磁波频段也隐藏着天体的很多信息,所以单靠哈勃望远镜是不行的,射电望远镜起到的作用有时比光学望远镜更大。   哈勃望远镜最大的优点是看远处的发光物体,恒星和星云物质,这些是传播能量的发光体。直接观察它们的细微差别,仍然受时空的限制,看不到它们的真实面貌,有作者拿火星来比较,哈勃捕捉到的画面是一种模糊的像素,跟火星探测器近距离拍摄的画面不是一个级别,存在物理上无法解决的问题,就是缩短时空的问题,所以哈勃望远镜不能直接观测察星球。   这个问题不能见到以我们的个人感觉去思考,认为哈勃望远镜如此精密高端,应该可以看到遥远的星球。   但事实上,不管再高端的望远镜,原理与普通望远镜确实一样的。   这里有个角分辨率的概念需要提一下,也就是望远镜能看到的最小空间大小,比如说望远镜能看到最小的角度为1度,说明它远处垂直方向张角为1度的东西!   1度,我们感觉非常小的角度,但是如果距离足够远,1度的角度看到的对应物体也足够大!   比如说,1米远处1度对应的物体只有17厘米,而1千米在1度对应的物体达到17米,如果是一亿米,一亿光年呢?   而如果是太阳到地球的距离,一度对应大小足足有两个太阳那么大,所以理论上如果想看清太阳的细节,比如减小角度,比如但到1角分,甚至1角秒!   而望远镜的口径与角分辨率成反比,也就是口径越大,角分辨率也就越小。用1角秒(1度的3600分之一)的望远镜也只能看清太阳的千分之一,远不能看清太阳的细节!   而哈勃望远镜的口径是2.4米,对应的角分辨率也只有0.1角秒,这样的角分辨率即使看冥王星也只有几个像素的大小,想看清细节几乎不可能!   所以,动辄上千光年(甚至)更远的天体,就更不可能看清细节了,理论上如果你有口径与太阳系一样大小的超级望远镜或许能看清细节,但这现实吗?   最后一点,如今我们看到的各种星空和天体图像多半是通过长期观察然后电脑合成的,并不是星空的真实图像,不是因为哈勃望远镜不够精密,主要是因为天体和星空距离我们是在太远了,理论上不允许我们看到真实的细节!   1990年4月,美国用航天飞机把一个口径为2~4米的光学望远镜送入太空,并以美国著名天文学家哈勃的名字来命名,称为哈勃空间望远镜。为什么人类要耗资21亿美元和长达40多年的时间才建成的望远镜发射到太空中呢?   如果你在地面利用望远镜观测过某些天体,就会知道,不论望远镜口径制作的多大,仍会有许多天体观测不到。这是因为许多天体发出许多可见光,而且还发出一些我们肉眼看不见的光,如紫外线、红外线、X射线等,他们闯过地球厚厚的大气层时,绝大部分被大气层反射或吸收了,只有可见光。射电波和一小部分红外线能够照射到地面,从而使观测精度都受到影响。   送入太空的天文望远镜所要做的任务是探测、测量遥远星空中由恒星火星系发出的光。对那些用肉眼看不见的光则用特殊的一起来探测。当哈勃空间望远镜的主镜对准某一发光星球时,来自遥远星球的光会被聚焦到望远镜的各个仪器上,然后将收集到的数据转换成无线电信号,并借助通讯卫星转发到地球,地球上的计算机再将接收到的信号还原乘客供天文学家研究的各种图像,从而揭开宇宙的许多秘密。   目前,宇航员已经给"患了近视的"的哈勃空间望远镜矫正了"视力",现在发送回地面的图像非常清晰。天文学家把哈勃空间望远镜誉为"观天法宝",相信有了它人类可以观测到更远的天体。   题目部分描述是错误的。   实际不存在看得远的说法。   蝙蝠发声波,声波反射,蝙蝠接受,这里面有蝙蝠看多远的说法。   而天文观察,没有我们发出探测信息这个步骤。   我们只能接受自然传播到我们望远镜接收器的信息。这些信息一直持续的传来。   这就是说,我们实际上能"看"无限远。   睁开眼,就有无数年前无限远的物体发出的信息,刚好传到你的眼中。   问题是有无限多的不同距离的信息,同时到达。望远镜的作用是收集信息,然后由计算机做更重要的信息分离工作。只提取我们想要的信息。   越远的信息越微弱,需要更强大的信息收集器望远镜。需要更强大的计算机提取微弱的信息,加工成我们想要的结果。   我们不可能看到更远的物体的即时信息,信息传播需要时间。我们看到的太阳,是8分钟前的太阳。   所以我们最多只能通过望远镜加上计算机整理出来的过去的录象。   越大变化越慢的物体录像会优先被看到。远方物体微小的快速变化的细节更难被整理出来看到。   说个大家可能无法接受,却又欣然接受了的事实。我们甚至看不到近在眼前的物体的变化录像。专家说了可能永远看不到。这就是量子力学说的不确定性原理,只要尝试去看,被看的物体就会变化,给你想看的结果,它真实的情形永远不能被知道。   那么我们哪里有可能看到远方微小物体的真实情况。   好在,我不信专家胡说八道,随着技术发展,我们会看到更多细节的。   焦距,焦距,焦距,重要的事说三遍。   就像数码相机,用远焦距看近处的物体是看不清楚的。   其实最开始哈勃望远镜是可以直接观察地球的,可以拿来作为超级侦查卫星。但后来在俄罗斯等国的压力之下,美国拆除了观察地球的卫星组建。   一光年的距离大约是九万四千六百亿千米 那么九百亿光年是我们无法想象的 宇宙中我们所能看到的上亿光年外的天体 我们看到的模样只不过是亿年前的样子 看到的光和景象都是亿年前来自那些遥远的天体 我们无法得知我们现在看到的某些星球现在还存在嘛?

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