Was wäre die maximal theoretisch mögliche Winkelauflösung?

Ich habe einige grundlegende Astronomie studiert, aber ich habe Schwierigkeiten, die Physik der Leuchtkraft und Optik zu konzeptualisieren. Wir verwenden elektromagnetische Spektren, um die Existenz und Eigenschaften entfernter Planeten zu erkennen, aber ich bin gespannt, was theoretisch optisch erfasst werden könnte.

(Ich bin mir nicht sicher, ob optisch der richtige Begriff ist, aber ich beziehe mich auf das, was direkt erfasst oder berechnet werden könnte.)

Unter der Annahme, dass der Einsatz von Technologie weit über das hinausgeht, wozu wir derzeit in der Lage sind, was ist die maximal mögliche optische Winkelauflösung, die wir theoretisch von einem entfernten Himmelsobjekt erreichen könnten? Oder beispielsweise der Oberflächentopographie eines äußeren Planeten/Mondes/Zwergplaneten?

Was wäre der begrenzende Faktor am äußersten Ende der möglichen Winkelauflösung?

Ich verstehe nicht wirklich, was hier vor sich geht , aber das Weltraum-Erde- Funkinterferometer RadiAstron/VLBI hat vielleicht eine solche astrophysikalische Auflösungsgrenze in Form von interstellaren Medien erreicht, die die Photonen streuen.
Die Wissenschaft setzt keine Grenzen. Bauen Sie ein beliebig großes System auf, erhalten Sie eine beliebig scharfe Auflösung.
Es gibt Grenzen, die von der Wissenschaft gesetzt werden, aber sie sind quantenmechanisch, also für astronomische Zwecke so gut wie keine Grenzen!
Kann man nach Florins Art nicht im Grunde einfach Teleskop-"Ferngläser" herstellen? Wenn wir über sehr lange Zeiträume wirklich weit hergeholt, aber irgendwie plausibel werden, installieren Sie eine Reihe von Super-Hubbles oder was auch immer in der ganzen Galaxie. Im Grunde ein VLA/LBT im galaktischen Maßstab. Alternativ könnten Sie einfach ein altes Teleskop (Ihre eigenen Augen und Ihren Körper im kryogenen Winterschlaf oder so etwas) in den Weltraum starten und warten, bis es nahe genug ist, um die gewünschte Auflösung zu erreichen.
In der Kamerafotografie ist es auf etwa 90 Grad begrenzt, weshalb sie im Allgemeinen mehr als 6 Kameras für hochauflösende 360-Grad-Fotos verwenden. en.wikipedia.org/wiki/Wide-angle_lens

Antworten (1)

Die Antwort, nach der Sie suchen, ruht auf zwei Hauptsäulen. Sind Sie in Ihrer Fähigkeit, Objekte aufzulösen, aufgrund der Atmosphäre eingeschränkt, wie bei den meisten bodengestützten Teleskopen, oder aufgrund der Grundlagen der Wellennatur des Lichts (wie bei Weltraumteleskopen)? Letzteres gehe ich bei deiner Frage aus.

Eine der größten Faustregelgleichungen in der Astronomie ist die Gleichung, nach der Sie in Ihrer Antwort suchen. Astronomen definieren die Winkelauflösung im Hinblick auf das Rayleigh-Kriterium : Zwei Punktquellen gelten als gerade aufgelöst, wenn das Hauptbeugungsmaximum des einen Bildes mit dem ersten Minimum des anderen zusammenfällt (Wikipedia). Siehe Airy Disk-Funktionen und den Wikipedia-Artikel über Winkelauflösung für eine bessere Vorstellung davon, was dies bedeutet.

Die genaue, aber immer noch ungefähre Gleichung für die Auflösung eines Objekts θ (Radiant) für eine gegebene Lichtwellenlänge λ , über den Durchmesser eines Teleskops D , wird unten angegeben, solange die Wellenlänge des Lichts und der Durchmesser in der gleichen Längeneinheit gemessen werden (dh Meter, Fuß, Angström).

θ = 1.22 λ D

Offensichtlich ist die Atmosphäre ein Schmerz, daher versuchen adaptive Optiken in den meisten berühmten Teleskopen, diese Grenze zu korrigieren. Um diese Grenze zu überschreiten, müssten große Durchbrüche in der Wellennatur von Photonen selbst erzielt werden. Wenn Ihre "Technologie weit darüber hinaus" dies beinhaltet, kann Ihre Frage meiner Meinung nach nicht so beantwortet werden, wie Sie es sich erhoffen würden, abgesehen von dem Standard "wer weiß". Derzeit arbeiten nur weltraumgestützte Teleskope an dieser Grenze.

In den meisten Fällen ist dies wirklich alles, was Sie brauchen. Egal welches Objekt Sie beobachten, dies gilt dennoch immer.

Bearbeitet: Enthaltene Gerätespezifikationen.

Was sind die Einheiten für jeden der Terme in Ihrer Gleichung? Vielleicht können Sie die Antwort bearbeiten, um sie hinzuzufügen.
Dies ist die Grenze für eine freie Blende, aber komplexere Blendenfunktionen können eine etwas höhere oder niedrigere Auflösung haben. Zum Beispiel astronomy.stackexchange.com/a/24182/7982 , wo eine sorgfältig konstruierte Blende das kleinere Michelson-Kriterium anstelle des hier beschriebenen Rayleigh-Kriteriums erreichen kann.
Was wäre die maximal theoretisch mögliche Winkelauflösung?
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