Welche Barrieren - von Technologie, Physik und möglicherweise Wirtschaftlichkeit (Dinge, die technologisch möglich wären, aber einfach zu teuer sind) setzen die Obergrenze für die Qualität von Teleskopen für die Beobachtung des Himmels im sichtbaren Spektrum - Beobachtungsoberfläche entfernter Objekte bei maximaler Auflösung / Detail ?
Um die umformulierte Frage zu beantworten: "Was begrenzt derzeit die Qualität von Teleskopen?" Die Antwort lautet meistens: Geld .
Früher hieß es: Atmosphäre . Aber mit Fortschritten in der adaptiven Optik erreichen bodengestützte Teleskope, was früher ein Weltraumteleskop erforderte. Außerdem haben wir die Technologie für Weltraumteleskope, wenn wir wollen, wie das anstehende JWST.
Es läuft also so ziemlich auf die Finanzierung hinaus. Wer gibt schon das Geld für die teure Technologie aus, um besser und weiter zu sehen, wenn die Wissenschaft von allen Seiten um Finanzierung gequetscht wird und Astronomen keinen Business Case für eine Kapitalrendite vorlegen können, wie es ein Biotech-Unternehmen für die Entwicklung kann ein Gras, das dazu führt, dass Kühe weniger Methan aufstoßen.
Die visuelle Auflösung eines Teleskops ist direkt proportional zur Öffnung des Teleskops. Die Brennweite und damit die erreichbare Vergrößerung richtet sich dann nur noch nach der visuellen Auflösung.
Die heutigen Teleskope sind in der Regel so gut gebaut, dass sie beugungsbegrenzt sind , was bedeutet, dass die optische Auflösung aufgrund der Beugung der begrenzende Faktor ist. Wenn Sie in einem Teleskop eine "höhere Vergrößerung" haben möchten, möchten Sie immer eine größere Öffnung haben. Die längere Brennweite kann helfen, ist aber nicht unbedingt notwendig.
Und, wie Jeremy sagte, die limitierende Ressource dabei ist Geld. Es gibt einige technische Probleme beim Bau extrem großer Teleskope, aber die meisten davon können gelöst werden, wenn genügend Geld, Zeit und Ressourcen vorhanden sind.
Beim Vergleich von Teleskopen, die das sichtbare Spektrum mit dem Radiospektrum beobachten, konnten Radioastronomen dank Apertursynthese Teleskope mit Öffnungen in der Größenordnung von km herstellen . Dies ist bei optischen Teleskopen extrem schwierig, und das einzige Teleskop (afaik), das dies tut, ist das Large Binocular Telescope . Der Grund, warum dies in der Radioastronomie möglich ist, liegt darin, dass wir die Phase der ankommenden Welle mit Radioteleskopen messen können, während Informationen über die Phase nicht von optischen Teleskopen erfasst werden. Vielleicht wird uns die Technologie in Zukunft dabei helfen, optische Detektoren herzustellen, die die Phase der Welle messen können.
Kommen wir zur Größe der Öffnung selbst, hilft eine immer größere Größe nicht, solange wir das atmosphärische Seeing nicht berücksichtigen. Der Grund, warum Sterne funkeln, ist das atmosphärische Sehen. Seeing-Effekte können mithilfe adaptiver und aktiver Optiken negiert werden, und die Weiterentwicklung dieser Technologien wird der Astronomie helfen, voranzukommen.
Bei den eigentlichen Detektoren ist das Eigenrauschen von Funkdetektoren (z. B. Bolometern) viel geringer als bei optischen Detektoren (z. B. CCDs). Also haben wir vielleicht in Zukunft bessere Detektoren mit extrem niedrigem Rauschen.
(Leider konnten keine weiteren Links hinzugefügt werden. Benötigte mehr Repräsentanten: D)
Jeremy
SF.