光學望遠鏡的分辨率公式:d=140/a,其中d是物體兩點對於光學望遠鏡的張角度數,單位角秒,a是望遠鏡鏡片大小,單位毫米。如果想要看清月球上面的壹個人,則至少要分辨清楚大約1.5m的物體。這樣,其夾角就是a=3600*360/(2*π*r),其中r是地月距離。這樣算下來想要看到月球上面壹個1.5m的物體,望遠鏡的直徑要達到:a=140*2*π*r/(360*3600)=260000毫米=260米。
所以,至少需要壹個260米口徑的望遠鏡才可以看到。260米大約有87層樓那麽高,這麽大的望遠鏡,人類根本難以建造出來。即便建造出來,也不如直接發射壹顆月球探測器去月球看看來的劃算。
當然不可以了啊,試想壹下,如果望遠鏡真的有能力看到月球上壹個人大小的物體,那麽月球上的很多秘密不就被解開了嗎?照這樣的話,美國登月的痕跡也可以看得壹清二楚了。
這個問題其實沒有那麽難,想要看清這個人,那麽很重要的壹點就是望遠鏡的口徑得足夠大才行,而望遠鏡的口徑需要多大呢?下面就壹起來看看計算過程吧:
月球跟地球的平均距離為38萬公裏,假設此時月球上站著壹個人,設他的身高為1.8米。這裏其實有壹個很簡單的經驗公式,那就是:目標物體的長度/距離=1.22×波長/望遠鏡口徑。這裏的波長指的是可見光, 可見光的波長在380nm~780nm,為了使望遠鏡的口徑盡可能小,那麽這裏的波長就得取最小值。
所以數據都有了,物體長度1.8m,波長3.8×10^-7m,月地距離3.8×10^8m, 計算可以得出望遠鏡的口徑為96m。這個數據究竟是壹個什麽概念呢,也就是說這個望遠鏡面積相當於1.3個標準足球場的面積, 而這麽大的望遠鏡,鏡片制造的難度,簡直難以想象。
有人說我國的FAST望遠鏡不是口徑有500米嗎?遠遠大於96米,怎麽可能看不見這個人呢?但是遺憾的是,FAST是射電望遠鏡,這就意味著它只能接受射電,而人體不會輻射射電,只會輻射紅外線,所以FAST是看不見的,想要看得見,只能用傳統的光學天文望遠鏡。
其實看見壹個遠處的東西主要考驗望遠鏡的口徑。
其實望遠鏡看見遠處的東西的分辨率和 望遠鏡的口徑、物體與望遠鏡的距離、被觀察物體的大小等這三個因素有關 。
其實三者的關系用壹個公式就擺平了。
這個公式就是: 目標物體的長度/距離= 1.22 x 波長 / 望遠鏡直徑。
如果我們把月球上的人看做是身高1.8米,則目前物體的長度可以記作1.8m;
地球距離月球距離3.8×10^8m,於是公式中的距離就是38萬公裏。
波長就是可見光,範圍大約在380nm~780nm。
為了盡量使望遠鏡口徑小,我們取把波長取380nm(3.8×10^-7m)。
於是公式就只剩望遠鏡口徑唯壹壹個未知數了。
望遠鏡口徑=1.22×波長×距離/目標物體長度
=1.2×3.8×10^-7m×3.8×10^8m/1.8m≈96m
理論上,只要望遠鏡的口徑達到96m就可以看見月球上的人。
當然中國的fast射電望遠鏡口徑500m,“看見”月球上的東西還是可行的。但是fast壹般情況只能接收射電,也就是70~3000mhz的波,但是人體主要輻射紅外波,並不會發出的射電。除非這個人穿了壹個可以發射微波的衣服,那就可以看見了。
那就只能用光學天文望遠鏡,目前世界上最大的光學望遠鏡在智利阿塔卡馬沙漠海拔3000米的山上,口徑39米。
距離96米口徑的望遠鏡還差了壹倍多,沒有希望可以看見月球上的人。
其實並不能,實在太小了。
實際上,對於人類航天事業來說,登月壹直都是很艱難的,但我們還是想辦法去登月,是因為這有利於人類去研究,如果我們現在僅僅依靠望遠鏡就能夠看到月球表面,我們也就不想著登月了。
如果非要用壹個望遠鏡就看到,至少這個望遠鏡的口徑要夠大,大概要100米左右的口徑。
這裏要強調壹下,這是口徑100米左右的光學望遠鏡,而不是射電望遠鏡,射電望遠鏡只能接收射電信號,而人是沒辦法輻射射電的,人輻射的是紅外線。目前最大的光學望遠鏡的口徑只有39米(歐洲極大望遠鏡),所以,肯定是看不到了。
其實最近,我們拍到了黑洞的照片,黑洞其實用壹臺射電望遠鏡也是實現不了的,科學家用的是位於全球不同位置的八臺望遠鏡同時觀測,最後完成了這項任務。
所以,我在想,是不是有可能調動全球的光學望遠鏡來拍攝月球上這個人,是不是就有可能實現呢?
如果是這樣的話,那就壹定要確保人輻射出來的紅外線要足夠多,其次,光學望遠鏡的距離越遠越好,並且參與觀測的光學望遠鏡要越多越好。
並不能看見月球上的人!
原因很簡單,地球上沒有這麽大口徑的光學望遠鏡,加上地月距離很遠(相對來說),人的的大小又有限,所以看不到!
事實上,望遠鏡能否看清壹個東西取決於三個因素,距離,物體的大小,還有望遠鏡口徑!而距離和物體大小通常是固定的,所以基本上就能否看清就取決於望遠鏡的口徑!
而能看清多大的物體有壹個簡單的計算公式:目標物體的長度/距離= 1.22 x 波長 / 望遠鏡直徑。根據這個公式,可以計算出假如壹個身高1米8的人在月球上,需要壹個口徑直徑近100米的望遠鏡才能看到!而目前地球上最大口徑的望遠鏡還不到40米!
而月球是距離地球最近的星球,如果想看到更遠星球上的細節,理論上需要更大口徑的望遠鏡,甚至口徑會超過地球太陽直徑,甚至更大!顯然是不可能的!
這只是理論上分析的,實際上即使有100米口徑的望遠鏡,在地球上也看不到月球上的人,人發射的光太微弱了,根本不足以穿透地球大氣層,收集不到人體反射的光,當然看不到月球上的人了!
看到這個問題和眾多小夥伴們的回答我莫名壹笑,可能是我想歪了,於是乎我便準備壹本正經的胡說八道了。
我就簡單的說兩點這個問題的答案,畢竟自己個理解能力有限。
01
首先我不知道看清楚的程度是怎麽個範圍,就當是色彩分明吧,所以首先不黑黑人大兄弟,特別是穿黑衣服的黑人大兄弟。
再個假設在地球上能用最先進的望遠鏡看清楚月球上站的人,那國家就基本不需要每年花那麽多資金備戰月球計劃,多建幾個最先進的望遠鏡蹲自己家門口守著就行了,除了地球上看不到的那些區域,其他地方都跟裝監控似的。
真能看的清楚就不會有那麽多人現今還質疑美國登月事件,直接站地球看看有沒有拖鞋印子和花裏胡哨的旗子就知道了。
02
對於能不能看清楚壹個人要看觀察者的位置,這個是大家都知道的,那麽這個問題的答案就迎刃而解了。
所以只要在世界最先進望遠鏡能看清楚的範圍內出現的人,就能看的清楚。因此相對於月球上的人,只要世界最先進的望遠鏡能存在在這個範圍的任意地方,就能看清楚,甚至不需要最先領的望遠鏡!
科學不僅要嚴謹也得開心,小夥伴們勿噴,大家壹起來開心的開腦坑吧。
對於光學望遠鏡來說,在我們衡量能不能看清遠處的某個物體時,當物體的大小確定,距離確定,那麽最關鍵的壹個決定性因素是——望遠鏡的口徑。
口徑的大小,能夠決定視野的大小和清晰度,口徑越大,視野越大,看到的像也就越遠越清晰。不考慮價格和重量的情況下,望遠鏡的口徑越大越好。
也有壹個公式來計算被觀察物體和望遠鏡口徑之間的關系:
目標物體的長度/距離= 1.22 x 波長 / 望遠鏡口徑
假設是要看個月球上1米8的漢子,那麽帶入地月距離、可見光波長之後,算出的望遠鏡口徑是96米。
現在全球範圍內比較先進的幾個望遠鏡,包括加那利大型望遠鏡(GTC),大雙筒望遠鏡(LBT),口徑都只有10米左右。
而在“極端巨大望遠鏡計劃”當中在建的幾口望遠鏡,最大口徑的歐洲極大望遠鏡,口徑也還不到40米。。。。這口光學望遠鏡(E-ELT)選址在智利的阿馬索內斯山,預計2022年建成,2024年才正式啟用,它的口徑是39.3米。
其實想想也能夠知道,如果僅靠光學望遠鏡就能看清月球表面上和人差不多大小的物體,那我們根本就沒有必要發射探測器去太空探測月球表面的各種地形地貌了呀,在地球上用望遠鏡看看就可以了。
從目前世界範圍內擁有的大口徑望遠鏡來看,都不具備這個能力,所以說即使最先進的望遠鏡也看不清月球上站著的壹個人。
這個很好解釋,為了簡單壹點我們就直接去計算壹下結果就好。
根據上邊這個公式可以去計算壹下如果想看清楚月球上的壹個人,需要多大口徑的望遠鏡(D)。
θ=望遠鏡要觀察的目標尺寸/月地距離 ,最後得出的是弧度,假設這個人1.8米身高加上航天服總 高2米 ,月地平均 距離38萬公裏 。
公式中的λ指可見光的波長,壹般是在380nm~780nm,在這裏我們取壹個整數λ=500nm。
經過上邊的計算我們可以看到如果想要看見月球上站著的壹個人,那麽需要的望遠鏡口徑至少是115.9米,但這種情況這個人在圖像中只是壹個像素點的大小,如果要想看清這個人的音容笑貌口徑還要大得多。
現在世界上口徑最大的光學望遠鏡是超大型望遠鏡(ELT)屬於歐洲天文臺,主鏡達到39米,副鏡達到4.2米,位於智利的3000米的高山上。 所以說現在世界上最先進的光學望遠鏡也是看不見月球上的人的。我國的天眼口徑雖然很大,但是主要接收不可見光的,人應該也是看不見。
如果月球上站著壹個人,用地球上最先進的望遠鏡能不能看清楚這個人?
我們地球上最先進的望遠鏡是哪個?當然是口徑最大的那個,那麽是哪臺呢?這又是另壹個問題!但我們知道哈勃望遠鏡倒過來看月球大概只能看清楚月球上直徑約50M左右的物體,而且那個物體在如此口徑(約2.4M的RC鏡)的解析下,依然只是壹個點!
當然按口徑算哈勃並不是最先進的,但它的觀測條件是最佳的,沒有白天黑夜的影響,也不會有地景遮擋,更不會有大氣擾動的影響!當然我們不可能壹個個去測試,計算下即可知道看清壹個1.8M左右的人需要多大的口徑:
目標物體的尺寸/望遠鏡與目標之間的距離= 1.22 x 波長(可見光或者CCD感光波段) / 望遠鏡直徑
目標算他躺著,那樣可以節省壹些口徑,按1.8M算
地月平均距離38.4萬千米,可見光波長:550nm
這是壹個很簡單的比例公式,計算後望遠鏡口徑大約為96M!
我們很清楚,即使是39.3M的ELT望遠鏡,也要到2022年才能完工,現在根本就沒有那麽大口徑的望遠鏡!而且計算過程忽略大氣擾動影響!
以上這些,大都還建設中或者規劃中!
這是歐洲極大望遠鏡的規模,達到了史無前例的39M,這是人類制造過的最大的光學望遠鏡!
這是和大笨鐘的大小對比,可見這個望遠鏡實在令人震撼!
也許只有躺著望遠鏡的尺寸還能小點,如果站著或者斜著投影,那麽望遠鏡的口徑將會急劇增加,比如從1.8M躺著到站著0.5M,那麽可以相信在未來100年內人類不會規劃如此大口徑的望遠鏡!還不如在月球上裝個攝像頭成本低!
壹個人站在月球上,就按照2M來算,用地球上的光學望遠鏡能看見嗎?
我們知道,光學望遠鏡看不看得見壹個物體,主要取決於那個物體自己發不發光,或者反光能力大小,另外,更主要的原因是望遠鏡的口徑大小。
想要觀測的目標長度/距離=1.22*波長/口徑,換算壹下,就可以知道,望遠鏡的口徑=(1.22*波長*距離)/目標長度。
我們取可見光波長500納米,計算時單位轉化為米,(1.22*500*10^-9*380000000)/2=115.9米,也就是說,想要看到那個長兩米的人,需要口徑大約在116米的光學望遠鏡。
但即便口徑如此的巨大,那個人也僅是圖像中的壹個像素點,想要獲得更高的效果,實際口徑還需要更大壹些。
像地球上著名的凱克望遠鏡,其口徑也僅是10米而已,所以,用地球上最先進的望遠鏡無法看到這個人。
(位於美國夏威夷島海拔4200多米、人跡罕至的莫納克亞山上的凱克望遠鏡)
個人淺見,歡迎評論!