Означают ли большие телескопы лучшие результаты?

Увеличение не является основной целью телескопа. Очень маленький телескоп будет иметь более низкое разрешение, чем большой, но для более крупных атмосфера ограничивает количество видимых деталей.

Большие телескопы улавливают больше света, чем маленькие. Больше света означает, что видны более тусклые объекты, и нужно анализировать больше света. Очень тусклому объекту, такому как планета, вращающаяся вокруг другой звезды, требуется очень большое зеркало, чтобы собрать достаточно света для спектроскопического анализа. И это причина, по которой делают большие телескопы. Конечно, более крупные телескопы стоят дорого, и стоимость является причиной того, что такие телескопы, как «Чрезвычайно большой телескоп», не были построены.

Большая часть развития телескопов за последние 25 лет была связана не с большими зеркалами, а с адаптивной оптикой или использованием двух телескопов вместе в качестве интерферометрического телескопа.

Вы почти сами на него ответили.

Строить очень большие телескопы дорого, а отдача от больших инструментов, работающих под земной атмосферой, снижается.

Воздушная турбулентность (то, что известно как «зрение») ограничивает разрешающую способность телескопа — его способность различать мелкие детали и делать изображения с высоким разрешением. Это по существу случайное явление, поэтому иногда оно улучшается, но, вообще говоря, большие инструменты сильнее подвержены турбулентности.

Световое загрязнение — это свечение, вызванное всеми искусственными источниками света (городские огни, промышленные огни), которые мешают видеть очень слабые, очень удаленные объекты. Он топит тусклые объекты в искусственном свечении.

Чем больше телескоп, тем лучше его разрешающая способность и тем лучше его светосила (способность видеть слабые объекты). Но зрение и световое загрязнение влияют и на то, и на другое. С адаптивной оптикой можно бороться с видимостью с достойными результатами. Бороться со световым загрязнением можно, установив прибор вдали от городов. Или вы можете бороться с обоими, запустив инструмент в космос.

Все эти решения стоят денег. Большие инструменты стоят дорого. Адаптивная оптика стоит дорого. Запуск обсерватории в глуши также увеличивает расходы. Наконец, запускать вещи в космос тоже недешево.

Однако каждый из этих методов используется в том или ином случае. Для каждого типа приложений астрономы должны принять решение о том, какие методы они могут использовать для повышения производительности, а затем сопоставить это с деньгами, доступными для проекта. Это сложное общее решение, которое занимает много времени, много дискуссий, часто вмешивается политика и т. д.

Таким образом, получается компромисс между тем, чего хотят астрономы, и тем, что реально выполнимо с финансовой, политической и технологической точек зрения.

Кстати, «увеличение» — это не параметр, который астрономы используют для определения инструмента. Любой инструмент может дать вам любое увеличение, которое вы хотите, просто используйте другой окуляр. Важным параметром здесь является разрешающая способность — способность прибора различать мелкие детали. Это зависит от размера инструмента — диаметра (или «апертуры») телескопа. Большой охват = лучшая разрешающая способность (при прочих равных условиях). Как я сказал выше, видимость (турбулентность воздуха) является здесь основным ограничивающим фактором.

Я хотел бы добавить больше информации о физике разрешения телескопа. Разрешение телескопа определяется размером его главного зеркала, которое создает «квази» точечное изображение для каждого источника света, который он видит, что называется воздушным диском. Размер воздушного диска обратно пропорционален диаметру главного зеркала телескопа, и, подобно пикселям на ЖК-экране, чем меньше размер пикселя, тем лучше разрешение. Однако ограничивающим фактором на земле является атмосферная турбулентность, поэтому огромный телескоп шириной в несколько метров не может видеть лучше разрешения 500-мм любительского телескопа (см. параметр Фрида). Таким образом, чтобы достичь потенциала полного разрешения телескопа, нам нужно построить адаптивную оптику или, что еще лучше, мы могли бы отправить телескоп в космос.

БОЛЬШИЕ телескопы предоставляют две роскоши. Более совершенные зеркала, расположенные на большей площади, позволяют получить более высокое разрешение изображения. Они улавливают БОЛЬШЕ света, даже самого слабого света. А будучи больше, телескоп получает более полный обзор ночного неба.

Небольшое дополнение — нет смысла строить больший телескоп, если вы не можете изготовить такое большое зеркало без каких-либо дефектов или деформации, а затем установить его так, чтобы оно не меняло форму, когда вы направляете его в разные стороны. Это целая куча действительно сложных инженерных проблем, которые также ограничивали размер телескопов, которые можно было построить в разное время, или, по крайней мере, смещали компромисс между ценой и качеством.