O que limita a distância focal utilizável dos telescópios atualmente?

11

Quais barreiras - de tecnologia, física e possivelmente economia (coisas que seriam possíveis tecnologicamente, mas são simplesmente caras demais) - estabelecem o limite superior da qualidade dos telescópios para a observação do céu no espectro visível - observando a superfície de objetos distantes com a máxima resolução / detalhe ?

SF.
fonte
1
"Zoom" é uma palavra ruim na pergunta. Os telescópios não "zumbem" como as câmeras dos consumidores. Eles tendem a ter uma distância focal fixa. "Zoom" pode significar "quão alto o telescópio pode ampliar", mas os telescópios normalmente não são projetados para grandes ampliações, pois essa não é a principal consideração. Sugira a substituição de "zoom" por "qualidade", conforme usado nos detalhes ...
Jeremy
1
"Qualidade" são métricas bastante arbitrárias. Substituí "Zoom" por "Distância focal utilizável" ("Utilizável" - porque existem câmeras de distância focal infinita comumente usadas em sistemas de visão por máquina na indústria, mas o brilho dos objetos observados diminui com a distância entre eles, a alguns metros de distância tudo é totalmente escuro Eles são bons para o reconhecimento automático de imagem, porém, a remoção de efeitos de perspectiva da imagem a ser analisada, por exemplo, em QA de peças usinadas Obviamente não utilizável em distâncias multi-parsec)..
SF.

Respostas:

7

A resolução visual de um telescópio é diretamente proporcional à abertura do telescópio. A distância focal e, portanto, a ampliação que pode ser alcançada, são apenas seguidas na resolução visual.

Atualmente, os telescópios são tão bem construídos que são limitados por difração , o que significa que a resolução óptica devido à difração é o fator limitante. Se você deseja ter "maior ampliação" em um telescópio, sempre deseja ter uma abertura maior. A maior distância focal pode ajudar, mas não é totalmente necessária.

E, como Jeremy disse, o recurso limitador disso é dinheiro. Existem alguns problemas de engenharia na construção de telescópios extremamente grandes, mas a maioria deles pode ser resolvida, com dinheiro, tempo e recursos suficientes.

Arne
fonte
9

Para responder à pergunta reformulada como: "O que limita a qualidade dos telescópios atualmente?" A resposta é principalmente: dinheiro .

Costumava ser: atmosfera . Mas, com os avanços na óptica adaptativa, os telescópios terrestres estão alcançando o que costumava exigir um telescópio espacial. Além disso, temos a tecnologia para telescópios espaciais, se quisermos, como o JWST pendente.

Então, basicamente, tudo se resume a financiamento. Quem gastará o dinheiro com a tecnologia cara para enxergar melhor e mais adiante, quando a ciência estiver sendo espremida para financiamento de todos os setores, e os astrônomos não puderem apresentar um argumento comercial para um retorno do investimento, como uma empresa de biotecnologia pode desenvolver uma grama que resultará em vacas arrotando menos metano.

Jeremy
fonte
Obrigado a quem marcou minha resposta aqui sem deixar um comentário. Quando escrevi isso, a questão não era sobre o comprimento focal, mas o que limita "zoom" de um telescópio
Jeremy
6

Comparando telescópios que observam o espectro visível ao espectro de rádio, os astrônomos de rádio foram capazes de criar telescópios com aberturas da ordem de kms, graças à síntese da abertura . Isso é extremamente difícil em telescópios ópticos e o único telescópio (afaik) que faz isso é o Grande Telescópio Binocular . A razão pela qual isso é possível na radioastronomia é porque podemos medir a fase da onda de entrada usando radiotelescópios, onde as informações sobre a fase não são capturadas pelos telescópios ópticos. Talvez no futuro, a tecnologia nos ajude a fabricar detectores ópticos que possam medir a fase da onda.

chegando ao tamanho da abertura em si, tamanhos cada vez maiores não ajudam, desde que não levemos em conta a visão atmosférica. a razão pela qual as estrelas cintilam é por causa da visão atmosférica. a visão de efeitos pode ser negada usando a óptica adaptativa e ativa e o avanço dessas tecnologias ajudará a astronomia a seguir em frente.

chegando aos detectores reais, o ruído intrínseco dos detectores de rádio (por exemplo, bolômetros) é muito menor que o dos detectores ópticos (por exemplo, CCDs). então, novamente, talvez no futuro, tenhamos melhores detectores com ruído extremamente baixo.

(desculpe, não posso adicionar mais links. precisava de mais rep: D)

Poruri Sai Rahul
fonte
1
Eu me pergunto, ondas de rádio, ondas ópticas, isso é toda radiação eletromagnética, apenas comprimentos de onda diferentes. O que há com as ondas ópticas que impedem que a tecnologia das ondas de rádio seja adaptada a esse espectro?
SF.
os detectores utilizados na astronomia óptica e radioelétrica são diferentes. na radioastronomia, detectamos os campos E e B da onda de propagação usando a antena, onde, na astronomia óptica, absorvemos os fótons e medimos apenas o fluxo de fótons e sua energia. é a energia do comprimento de onda / fóton que faz a diferença. Da mesma forma, você pode pensar em como os raios X são estudados, embora passem pela maioria dos metais? pelo uso de tubos foto-multiplicadores.
Poruri Sai Rahul