Questão:
Telescópios maiores significam melhores resultados?
koolkid
2015-09-06 22:17:36 UTC
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Existem muitos telescópios ópticos / refletores grandes em todo o mundo, só para citar alguns: o Very Large Telescope, o Large Zenith Telescope e o European Extremely Large Telescope.

Minha pergunta é realmente construir um maior telescópios melhoram a visibilidade do universo, a qualidade de uma imagem e vários outros atributos de um telescópio?

Bem, parece meio óbvio que um telescópio maior pode ter mais ampliação e melhor imagem, no entanto, se isso for verdade, então por que simplesmente não construímos um super grande (pense realmente muito grande, ao contrário de o tamanho dos grandes atuais) para que possamos ver o universo em HD - por assim dizer?

Já que não fizemos isso ainda (eu acho), é por causa de questões financeiras ou é porque simplesmente construir um telescópio maior não vai melhorar muito a visibilidade e a qualidade da imagem?

Nota lateral: O European Extremely Large Telescope ainda não é realmente um telescópio. Não terá primeira luz antes de dez anos ou mais.
@pela sim, notei que, também aquele prédio deles na América do Sul, acredito que seja o GMT, só estará pronto em 2026 (acho). Por que demora tanto para construir um telescópio?
Boa pergunta. Existem aspectos práticos, como prever se a tecnologia atual estará seriamente desatualizada pela tecnologia futura antes que o telescópio seja concluído, mas infelizmente acho que é principalmente uma questão de dinheiro e gerenciamento.
Não gosto muito de planos de construção de telescópios, mas muito do trabalho que leva para decidir se um determinado telescópio deve ou não ser construído é feito por pessoas que têm outras funções e que trabalham por normalmente dois anos antes de passar para algo mais.
@kiilkid: O Telescópio Gigante Magellan tem 7 espelhos que são fundidos em rotação. Há uma instalação que pode produzi-los e parece levar cerca de um ano para obter um molde de espelho acabado e bacana. Então ele precisa ser aterrado e calculado. Ignorando o primeiro espelho que levou 7 anos porque foi o pioneiro, parece que levará cerca de dez anos para projetar e descobrir os outros seis (mais um sobressalente).
Trzy respostas:
James K
2015-09-06 23:14:01 UTC
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A ampliação não é o objetivo principal de um telescópio. Um telescópio muito pequeno terá uma resolução mais baixa do que um maior, mas para os maiores, a atmosfera limita a quantidade de detalhes visíveis.

Grandes telescópios captam mais luz do que pequenos telescópios. Mais luz significa que os objetos mais escuros são visíveis e há mais luz a ser analisada. Um objeto muito escuro, como um planeta orbitando outra estrela, precisa de um espelho muito grande para coletar luz suficiente para analisar espectroscopicamente. E esta é a razão pela qual telescópios maiores são feitos. É claro que telescópios maiores custam muito, e o custo é a razão pela qual telescópios como o "Esmagadoramente grande telescópio" não foram construídos.

Muito do desenvolvimento em telescópios nos últimos 25 anos nunca foi maior espelhos, mas em óptica adaptativa, ou usando dois telescópios juntos como um telescópio interferométrico.

Obrigado pela sua resposta. Então, essencialmente, um telescópio maior seria melhor, certo? Tive a sensação de que os custos desempenhavam um papel e é uma pena que seja a razão pela qual ainda não construímos um "telescópio esmagadoramente grande".
Para algumas coisas, quanto maior, melhor. Mas, como os recursos são limitados, há escolhas a serem feitas. Um telescópio de 100 m pode fazer coisas fantásticas, mas eu prefiro ter um JWST funcional (6,5 m) do que um OWT. Obrigatório xkcd: https://xkcd.com/1294/
@JamesK como o critério Relight desempenha uma função aqui. Digamos que, para um grande telescópio refletor óptico, o que seriam $ D $ e $ \ theta = 1.22 \ frac {\ lambda} {D} $? Mais luz é uma das razões para um espelho grande, mas a resolução também deve ser afetada por ela. O comprimento focal $ f $ também deve ser reduzido de alguma forma, uma vez que a resolução espacial é $ l = 1,22 \ frac {\ lambda \ cdot f} {D} $
Florin Andrei
2016-07-19 00:22:26 UTC
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Você praticamente respondeu sozinho.

Telescópios muito grandes são caros de construir, e há retornos decrescentes para grandes instrumentos operando sob a atmosfera da Terra.

Turbulência do ar ( o que é conhecido como "visão") limita o poder de resolução do telescópio - sua capacidade de distinguir pequenos detalhes e fazer imagens de alta resolução. É um fenômeno essencialmente aleatório, então às vezes fica melhor, mas de modo geral grandes instrumentos são mais afetados pela turbulência.

A poluição luminosa é o brilho causado por todas as fontes de luz artificiais (luzes da cidade, luzes industriais), o que torna difícil ver objetos muito tênues e distantes. Ele está afogando os objetos fracos em brilho artificial.

Quanto maior o telescópio, melhor seu poder de resolução e melhor sua capacidade de coleta de luz (a capacidade de ver objetos fracos). Mas a visão e a poluição luminosa estão afetando ambos. Você poderia lutar contra a visão com óptica adaptativa, com resultados decentes. Você pode combater a poluição luminosa instalando o instrumento longe das cidades. Ou você pode lutar contra os dois lançando o instrumento ao espaço.

Todas essas soluções custam dinheiro. Instrumentos grandes são caros. A óptica adaptativa é cara. Administrar um observatório no meio do nada também adiciona custos. Finalmente, lançar coisas para o espaço também não é barato.

No entanto, cada um desses métodos é usado em um caso ou outro. Para cada tipo de aplicação, os astrônomos precisam tomar uma decisão sobre quais métodos eles podem usar para melhorar o desempenho e, em seguida, combinar isso com o dinheiro disponível para o projeto. É uma decisão geral complexa que leva muito tempo, muitas discussões, muitas vezes a política se envolve, etc.

Então, o que é construído é um compromisso entre o que os astrônomos querem e o que é realmente factível de um ponto de vista financeiro, ponto de vista político e tecnológico.


BTW, "ampliação" não é um parâmetro que os astrônomos usam para definir um instrumento. Qualquer instrumento pode fornecer a ampliação desejada - basta usar uma ocular diferente. O parâmetro relevante aqui é o poder de resolução - a capacidade do instrumento de distinguir pequenos detalhes. Isso depende do tamanho do instrumento - o diâmetro (ou "abertura") do telescópio. Escopo maior = melhor poder de resolução (todo o resto sendo igual). Como eu disse acima, ver (turbulência do ar) é um fator limitante importante aqui.

Carthusianorum
2016-07-18 14:35:26 UTC
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Eu gostaria de adicionar mais informações sobre a física por trás da resolução do telescópio. A resolução do telescópio é dada por seu tamanho de espelho primário, que produz uma imagem "quase" pontual para cada fonte de luz que vê, que é chamada de disco aéreo. O tamanho do disco arejado é inversamente proporcional ao diâmetro do espelho primário do telescópio e, como os pixels em uma tela LCD, quanto menor o tamanho do pixel, melhor a resolução. No entanto, o fator limitante no solo é a turbulência atmosférica, é por isso que um enorme telescópio de poucos metros de largura não consegue ver melhor do que a resolução de um telescópio amador de 500 mm (veja o parâmetro de Fried). Portanto, para alcançar o potencial de resolução total do telescópio, precisamos construir uma óptica adaptativa ou, melhor, enviar o telescópio para o espaço.

Lembre-se de que a turbulência atmosférica é um fenômeno aleatório. Em condições normais, um telescópio muito grande não pode ver melhor do que um menor - no entanto, os períodos de calma ocorrem aleatoriamente e, portanto, a imagem pode melhorar drasticamente de vez em quando. Claro, não é totalmente previsível quando isso acontece. Então, sim, ótica adaptativa ou telescópios baseados no espaço são a verdadeira resposta para esse problema.
Você está certo, Florin, é por isso que a técnica de imagem da sorte pode ser usada para captar esses momentos indescritíveis de fluxo de ar estável. Telescópios ainda maiores são mais afetados pela turbulência do que os menores, imagine como fica caótico um pequeno ponto aéreo sacudido por correntes de ar em comparação a um maior.


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