Was begrenzt derzeit die nutzbare Brennweite von Teleskopen?

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 ?

"Zoom" ist ein schlechtes Wort in der Frage. Teleskope "zoomen" nicht wie Consumer-Kameras. Sie haben in der Regel eine feste Brennweite. "Zoom" könnte bedeuten "wie hoch kann das Teleskop vergrößern", aber Teleskope sind normalerweise nicht für hohe Vergrößerungen ausgelegt, da dies nicht die Hauptüberlegung ist. Schlagen Sie vor, "Zoom" durch "Qualität" zu ersetzen, wie im Detail verwendet ...
"Qualität" ist eher eine willkürliche Metrik. Ich habe "Zoom" durch "Nutzbare Brennweite" ("Nutzbar" - weil es Kameras mit unendlicher Brennweite gibt, die üblicherweise in Bildverarbeitungssystemen in der Industrie verwendet werden, aber die Helligkeit der beobachteten Objekte mit der Entfernung in ihnen abnimmt, also ein paar Meter entfernt alles ist völlig dunkel. Sie eignen sich jedoch gut für die automatische Bilderkennung, um perspektivische Effekte aus dem zu analysierenden Bild zu entfernen, z. B. bei der QS von bearbeiteten Teilen. Offensichtlich nicht bei Entfernungen von mehreren Parsec verwendbar.)

Antworten (3)

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.

Danke an alle, die meine Antwort hier ohne einen Kommentar gegeben haben. Als ich dies schrieb, ging es NICHT um die Brennweite, sondern darum, was den "Zoom" eines Teleskops begrenzt.

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)

Ich frage mich, Radiowellen, optische Wellen, das ist alles elektromagnetische Strahlung, nur unterschiedliche Wellenlängen. Was ist mit optischen Wellen, das verhindert, dass die Radiowellentechnologie an dieses Spektrum angepasst werden kann?
Die Detektoren, die in der optischen und Radioastronomie verwendet werden, sind unterschiedlich. In der Radioastronomie erfassen wir die E- und B-Felder der sich ausbreitenden Welle mit einer Antenne, während wir wie in der optischen Astronomie die Photonen absorbieren und nur den Fluss der Photonen und ihre Energie messen. es ist die Wellenlänge/Photonenenergie, die den Unterschied ausmacht. Können Sie sich in ähnlicher Weise vorstellen, wie Röntgenstrahlen untersucht werden, obwohl sie die meisten Metalle durchdringen? durch die Verwendung von Photomultiplier-Röhren.