Какие барьеры - технологии, физики и, возможно, экономики (вещи, которые были бы технологически возможны, но просто слишком дороги) устанавливают верхнюю границу качества телескопов для наблюдения неба в видимом спектре - наблюдения за поверхностью удаленных объектов с максимальным разрешением/детализацией ?
Чтобы ответить на вопрос, переформулированный как: «Что в настоящее время ограничивает качество телескопов?» Ответ в основном: деньги .
Раньше было: атмосфера . Но с достижениями в области адаптивной оптики наземные телескопы достигают того, что раньше требовалось от космического телескопа. Кроме того, у нас есть технология для космических телескопов, если мы захотим, например, ожидаемый JWST.
Так что в значительной степени это сводится к финансированию. Кто будет тратить деньги на дорогую технологию, чтобы видеть лучше и дальше, когда наука выжимается из финансирования со всех сторон, а астрономы не могут представить экономическое обоснование окупаемости инвестиций, как биотехнологическая компания для разработки трава, которая приведет к тому, что коровы срыгивают меньше метана.
Визуальное разрешение телескопа прямо пропорционально апертуре телескопа. Фокусное расстояние и, следовательно, увеличение, которое может быть достигнуто, просто зависят от визуального разрешения.
Современные телескопы обычно настолько хорошо сконструированы, что имеют дифракционное ограничение , а это означает, что оптическое разрешение из-за дифракции является ограничивающим фактором. Если вы хотите иметь «более высокое увеличение» в телескопе, вы всегда хотите иметь большую апертуру. Более длинное фокусное расстояние может помочь, но не обязательно.
И, как сказал Джереми, ограничивающим ресурсом в этом являются деньги. Есть некоторые инженерные проблемы с созданием очень больших телескопов, но большинство из них можно решить при наличии достаточного количества денег, времени и ресурсов.
Сравнивая телескопы, наблюдающие за видимым спектром, с радиоспектром, радиоастрономы смогли создать телескопы с апертурой порядка км благодаря синтезу апертуры . Это чрезвычайно сложно для оптических телескопов, и единственный телескоп (афаик), который делает это, — это Большой бинокулярный телескоп . Причина, по которой это возможно в радиоастрономии, заключается в том, что мы можем измерить фазу приходящей волны с помощью радиотелескопов, тогда как информация о фазе не фиксируется оптическими телескопами. Возможно, в будущем технологии помогут нам делать оптические детекторы, способные измерять фазу волны.
приближаясь к размеру самой апертуры, все большие и большие размеры не помогают, пока мы не учитываем атмосферное зрение. причина, по которой звезды мерцают, связана с атмосферным зрением. Эффекты видения можно свести на нет с помощью адаптивной и активной оптики, и развитие этих технологий поможет астрономии двигаться вперед.
Поступая к реальным детекторам, собственный шум от радиодетекторов (например, болометров) намного меньше, чем у оптических детекторов (например, ПЗС). так что, возможно, в будущем у нас будут лучшие детекторы с чрезвычайно низким уровнем шума.
(извините, не удалось добавить больше ссылок. Нужно больше представителей: D)
Джереми
СФ.