你可以看到500米远的一栋高楼,但能够看清高楼墙体上的一块砖吗?这就是人眼的分辨率,不管通过外加条件,比如望远镜,把人眼的分辨率增加多少倍,但这个性质还是没有变,不同数量级的距离或者物体大小,是不可以类比的。
天文望远镜也是如此,天体越大越亮距离越近,望眼镜就能越能够搜寻到,看到的情况就会更清楚。
越大分辨率越高的望远镜就能够搜寻越远的天体,但观测太阳系外恒星不比观察太阳系内的行星,距离完全不是一个数量级,绝大多数恒星不管用什么望远镜看,也只能看到一个光点,连圆面都看不到,更别谈什么细节。
有些还要通过引力透镜放大很多倍,人类才能够观测到。一颗后来被命名Lensed Star 1的恒星,距离我们90亿光年,就是这样被发现的。但尽管这颗蓝超巨星被MACS J1149 2223星系团引力透镜放大了600倍,科学家们观测到的也只是几个光点(被引力透镜折射出4个光点)。
人眼的视角是有极限的,最小视角为1角分,而绝大多数的恒星再怎么放大也不能达到人的视角最小极限。这个可以用公式来表示:
其中α表示视直径,R表示物体的半径,d表示物体的距离。
太阳系外的恒星毕竟距离我们太远了,距离我们最近的恒星半人马座a星的比邻星,也有4.22光年。
这些恒星相对于人眼的视角太小了,即使望远镜放大几百倍上千倍,其视直径仍然小于人类最小视角的分辨率。当视直径小于1角分时,物体就只有一个点,无法形成圆面,人类眼睛就无法分辨其细节。
光学望远镜得倍率是有极限的,不可能无限增加。因此只有距离不远又比较大型的恒星,比如像红超巨星“参宿四”,质量为太阳的19倍,直径为太阳的500多倍,距离我们640光年,才能通过恒星干涉仪直接观测到一个圆面。
而绝大多数恒星不管用什么望远镜观测,都只能是一个小光点。
所以,人类虽然可以看到几百几千几万几亿几十亿光年外的恒星,并不是能够看到细节,而是只看到它的存在。科学家们可以通过光谱、红移、视差、引力摄动等各种方法,预测和估算出它们的大小和质量,因此对遥远的恒星也会有许多的了解。
这样可能给人们造成了一定的错觉,认为这么远的恒星都了解得这么清楚,怎么看不清更近一些的星球?其实并没有看到这些恒星的细节,网络上的那些图片绝大部分是想象概念图。
题目所说的1光年星球根本不存在,1光年还是在太阳系引力范围内,那里只有一个猜想的奥尔特云,科学界估计那里是彗星的汇集地,不断的有新的彗星在那里诞生。
现在冥王星被除名行星队伍,太阳系已知距离最远的行星是海王星,距离我们约45亿公里,只是1光年的2100分之一,也只能看到一个小球,几千公里大的风暴只能看到一个小疤痕。
由此我们应该认识到,太空太广袤了,广袤得完全不能以我们地球视角来感受和衡量。就像我们看到的恒星,每秒钟都在高速运动,而且一秒钟都是几百公里的速度,几千年过去了,古代看到的北斗星还是那个北斗星,似乎就没有什么变化,这是为什么?
就是因为它们距离我们太远了,远的超乎我们的想象,在我们认知中很巨大的变化,对于这么遥远的距离来说比例太小了,小得肉眼看不出来,只有用精密仪器才能测量出来。所以人类把它们叫做“恒星”,恒久不变。
这就是天体运行,人的一生对于恒星演化和运行来说完全可以忽略不计,我们知道我们的渺小,才能理解天地之大,才能够用更广阔的视野来了解宇宙。
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