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为什么哈勃望远镜能望到好多亿光年距离，为什么不知道哪个天体有外星人？
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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：
有一个事实说明了一切，不要说观看遥远星球上的外星人了，严格来讲科学家还没有真正看到任何一颗地外行星（太阳系以外），因为距离太远了，行星也太暗了，科学家发现的所有地外行星都是通过间接方式发现的！
回答于 2019-09-11 08:43:50
这个问题涉及到光学系统的极限角分辨。我们用肉眼可以看到离地球两百多万光年的星系，但却无法看到离我们只有一公里的蚂蚁，也看不到离我们只有几千光年的系外行星，更看不到系外行星上是否有生命。
一个天文望远镜能看到多远之外的物体，不但与物体的距离有关，也与其大小有关。虽然有些物体离得很远，但只要它们的尺寸足够大，望远镜就能观测到。虽然有些物体离得很近，但它们的尺寸太小，所以望远镜就无法分辨出来。为了衡量一个物体看起来有多大，需要引入视直径或者分辨角Δφ的概念，如下图所示：
根据三角函数，可以得到如下的关系式：
综合了距离和实际大小的因素，分辨角可以衡量一个物体看起的大小。对于任何的光学系统，例如，天文望远镜、眼睛，都有一个最小分辨角。一旦观测对象的分辨角小于这个极限，光学系统将无法分辨出细节，观测对象看起来将只是像素点。根据瑞利判据，光学系统的极限分辨角取决于口径：
上式中，λ表示入射光的波长。
哈勃太空望远镜是一架光学望远镜，在550纳米波段最为敏感，主镜口径为2.4米，所以哈勃能够分辨出最小的角度为1.6×10^-5度，而人眼的极限一般为1角分（即1/60度）。
虽然有些遥远的星系位于几亿光年甚至上百亿光年之外，但它们的尺寸可达几万至几十万光年，所以它们的视直径在哈勃的极限分辨角之上，哈勃完全有能力分辨出来。只是由于距离遥远，遥远星系发出的光到达地球时已经变得非常暗淡，哈勃需要对它们进行长时间曝光才能看到它们。
另一方面，虽然系外行星离地球并不远，最近的比邻星b距离我们仅4.2光年，但由于行星太小了，它们的视直径远小于哈勃的极限分辨角，所以它们的细节无法被看到。结合上述两个公式，通过计算可知，想要分辨出大小可能与地球差不多的比邻星b，所需的望远镜口径将要高达36.5米，远超哈勃的口径，只有未来口径达到39.3米的欧洲极大望远镜才有能力看到。
如果系外行星上存在生命，由于外星生命的尺寸远小于行星，所以通过光学望远镜更加无法观测到。除非那些星球上生活着先进的外星文明，他们会向外发射出能量足够高的无线电波，那么，人类利用射电望远镜将有可能探测到外星文明的存在。
回答于 2019-09-11 08:43:50
为什么哈勃望远镜能望到好多亿光年距离，为什么不知道哪个天体有外星人？
很多不太了解的朋友在选购望远镜时往往会问第一个问题，这个望远镜能看多远？其实这是一句废话，从这句废话中卖家可以准确的判断出又来了一个小白，不宰你几刀实在对不起你问出的那一句将你自个出卖的问题！素不知，望远镜根本不以看多远来衡量，因为肉眼可见天体的极限是75亿光年，这个梗我们文末再说，现在要说的是望远镜！
上图是哈勃望远镜的结构！哈勃是RC光学结构，简单的说就是一个反射望远镜，很明显大口径望远镜极少有折射的，因为结构复杂，死重比较大，因此在太空运行的大都是反射！哈勃的主镜口径是2.4M，当然RC镜子的光路在中心会开孔，并且也有副镜遮挡，因此集光面积是要小于口径面积的！为什么只介绍哈勃的主镜口径，因为衡量望远镜只有一个指标，那就是口径！简单的说就是口径决定一切！
各位可以很清楚的看到，1990年发射的哈勃望远镜，最左边，中间是2020年即将发射的詹姆斯韦伯以及未来更大口径望远镜的展望（太空望远镜）！
还有建设中中的欧洲极大望远镜口径（地面天文台）！
当然说完了望远镜的口径，紧接着就是望远镜的极限分辨率，因为口径就是为分辨率服务的，更大的口径才能看清楚更远距离上的细小物体，下图为分辨率示意图：
望远镜的口径和分辨率之间的关系是：目标尺寸/目标距离=1.22×可见光波长/望远镜口径
在不同光波长下的肉眼敏感度是有区别的，但一般以550nm肉眼最敏感的波长为计算值，如果是CCD的话，那就另计！
无论是CCD还是肉眼，要看到目标很简单，只要目标有一个光子发出，理论上我们就能看到，但那只是一个无法计算尺寸的点，即使这个光子从遥远的134亿光年外过来，只能能量够高，那么就能被CCD或者肉眼感知！但如果要看清楚目标的话，还需要有一个尺寸，因为一个点我们无法分辨目标形体，因此我们需要收集更多的光子以便来确认这个目标的性质！因此如果要看清4光年外的一个直径为1米的“三体人”的话，那么需要：
代入以上公式计算得D=2320万千米
当然太空望远镜局限于火箭整流罩，不可能太大，上图是地面望远镜口径一览图，最大的也不过32M而已，想要看清月球上的人都不行，记得曾经计算过月球上分辨一个2M左右物体的话，大约需要100多M口径的望远镜！哈勃只能分辨月球上50M大小的物体！所以哈勃用来看星星还差不多，但要让它找外星人是不可能了，或许在系外行星搜索上会有所建树，不如用来找外星人老窝？
回答于 2019-09-11 08:43:50
首先，你要明白望远镜能看到天体的原理。与我们眼睛看东西一样，我们虽然说是看，其实这个“看”并非是主动，而是被动的。我们之所以能看到物体，并不是我们的眼睛发射出光线去看到物体，而是物体反射了光线，当这个光线进入我们的眼睛后，被视网膜接受，转化成电信号，再传递到大脑皮层，进而形成图像。
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