哈勃望遠鏡是人類歷史上最著名的天文望遠鏡之一,它的造價高昂主要是因為其巨大的鏡片的高精度研磨和拋光。這個望遠鏡也有其局限性和挑戰(zhàn)。
一個主要的限制是哈勃望遠鏡的有效口徑只有2.4米。如果它的口徑是24米或240米,那它的觀測能力將會非常強大。哈勃望遠鏡受到瑞利判據(jù)的限制,其觀測微小目標的能力與其口徑成正比。由于口徑的限制,哈勃望遠鏡雖然在拍攝遠離地球的星系時表現(xiàn)出色,但在拍攝太陽系內部的天體時就需要做出許多妥協(xié)了,如拍攝冥王星就非常困難。
冥王星距離地球大約48億公里,其視直徑只有0.11角秒,相當于看到足球距離火車頭160公里的距離。這使得哈勃望遠鏡難以清晰地捕捉到冥王星的形象。冥王星作為太陽系中最小的行星之一,它不僅遠離地球,且在視直徑上非常小,這就是為什么它難以被哈勃望遠鏡清晰捕捉到。
科學家正在尋找解決方案以克服這些挑戰(zhàn)和限制。一種可能的解決方案是基于愛因斯坦廣義相對論的引力望遠鏡。這種望遠鏡主要通過扭曲時空結構,放大遠方目標并讓人類直接獲得全球大小的望遠鏡。引力望遠鏡理論上可以非常清晰地捕捉到系外行星的表面細節(jié),包括太陽系外部的行星,可提供更清晰的高清圖像。
由于技術的不斷發(fā)展和進步,制造出口徑更大、分辨率更高的望遠鏡也可能成為未來的一個方向。例如,歐洲南方天文臺正在建造的極大望遠鏡(ELT)將有39米的主鏡,比哈勃望遠鏡的主鏡大得多。這將使ELT能夠觀測更遠的距離,捕捉更微小的目標,并提供更高分辨率的圖像。
哈勃望遠鏡從升空開始,就為人類揭示了宇宙深處的奧秘。雖該望遠鏡存在一些局限性和挑戰(zhàn),但人類正在不斷尋找解決方案以克服這些挑戰(zhàn)和限制。未來,人類將能夠制造更大、更精密、更精細的望遠鏡,幫助人類更好地了解宇宙。這些新設備將推動天文學和宇宙探索的前沿,為人類帶來更多的驚喜和發(fā)現(xiàn)。