Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Как в космосе удалось разглядеть объекты с угловым разрешением <0,0003 сек?

il63 [92.6K] 1 неделю назад
1

Не иначе, вопрос навеян фильмом "Интерстеллар"... Ну дык вот.

Что, какие именно объекты можно разглядеть, ограничивается волновыми свойствами света. Минимальное угловое разрешение оптической системы (и не только оптической, но и вообще любой, подчиняющейся законам распространения волн) определяется дифракционным критерием Рэлея: минимальное угловое разрешение такой системы равно 1,22λ/D, где D - апертура системы. Не размер, а именно апертура, то есть расстояние между максимально удалёнными друг от друга элементами, формирующими изображение (если такой элемент всего один - как, например, объектив фотоаппарата или зеркало телескопа, то апертура совпадает с размером).

Ну и смотрим, что нам надо. 0,0003 секунды дуги - это примерно одна полуторамиллиардная радиана. Значит, для того, чтоб оптическая система давала вот такое разрешение на длине волны, к примеру, 0,5 мк (зелёный свет), её равзмер должен быть 420 м. Прописью: ЧЕТЫРЕСТА ДВАДЦАТЬ, туды в качель, метров! Ясное дело, что в реальных наземных условиях при нынешнем уровне техники создать такую оптическую систему невоможно.

А вот неоптическую - запросто.

В радиоастрономии такое разрешение научились получать с помощью радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой. Ещё раз: в критерий Рэлея входит не размер, а апертура. Если взять два зеркала и разнести их на большое расстояния, то в формулу надо будет подставлять именно это расстояние.

Вот как раз таким приёмом и пользуются радиоастрономы. Как вообще работает фокусировка в любой оптической системе? Она волны, приходящие на разные участки приёмного зеркала (или линзы), собирает в фокусе в одной и той же фазе. Так что если как-то зарегистрировать сигнал, один и то же сигнал, на двух разных (!) антеннах с сохранением фазы, то получившаяся система даст разрешение, соответствующее расстоянию между антеннами, которое может составлять тысячи километров. Тот же критерий на длине волны 1 см даёт апертуру в 8400 км - это меньше диаметра земного шара. И таки да, средствами даже наземной радиоастрономии такое разрешение - в десятитысячные доли угловой секунды - достигается. А средствами внеатмосферной радиоастрономии, с антенной, вынесенной на высокоорбитальный спутник, - и того круче.

Поэтому на вопрос "как удалось" ответ простой: средствами радиоастрономии.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
il63 [92.6K]
Фильм я не смотрел и даже не слышал о нем. Я вообще кино не смотрю. Зато я читал реферат статьи Б.К.Берка и др "Наблюдения источников мазерного радиоизлучения с угловым разрешением 0,0002" в "Астрономическом журнале". Вы правы в том, что это не оптический телескоп. Это была совместная советско-американская работа.  1 неделю назад
комментировать
1

Дополнение к ответу (правильному) Роджера. Это эксперимент был проведен в начале 1970-х годов двумя группами астрономов на двух радиотелескопах, удаленных на максимально возможное расстояние: 7350 км. Объект наблюдения ведь должен быть одновременно виден над горизонтом в обеих обсерваториях. Синхронизация по времени была исключительно точной - до миллионных долей секунды. Объект наблюдения находился в 50000 световых лет и сильно излучал в радиодиапазоне на длине волны 1,35 см. Самая яркая деталь имела размеры, вдвое превышающие диаметр орбиты Земли. Это совсем немного по сравнению с расстоянием от Земли. Побить этот рекорд по разрешению можно будет, если один из радиотелескопов будет далеко от Земли, например, на Луне.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
Быстрая регистрация
OpenID