Miért rádióteleszkóp ilyen gyenge felbontás?

Rádiócsillagászat tárta fel a pulzárok , kvazárok és a mikrohullámú háttérsugárzás , amely a legerősebb bizonyítékot az ősrobbanás-elmélet . Azt is használják, hogy nézd meg a eloszlását és összetételét a hatalmas felhők anyag a csillagok között . Egyik ezek a dolgok lehetséges optikai csillagászat . De a rádiócsillagászat is bosszantó, mert a képek termel sokkal kevésbé részletes, mint a képeket a teleszkóp . Ez nem a hibáit rádióteleszkóp; ez egy következménye a fizikai jellege a képalkotási folyamatot. Diffrakciós

Minden iskolás gyerek megtanulja, hogy a fény egyenes vonalban , és ez igaz - egy bizonyos pontig . De ha blokkolni egy fél fénysugár egy késsel , akkor meg nagyon alaposan a shadow termel a képernyőn , látni fogod, valami szokatlan. Ha a fény csak halad egyenes vonalban elvárná, hogy a fele a fenti képernyő a kés éle , hogy egyenletesen világos és a fele alatt él, hogy egységesen sötét . Ehelyett egy kis fény kúszik a sötét fél és egy kis sötétség teszi az utat a fényt félig . Fény - és egyéb elektromágneses sugárzás , beleértve a rádióhullámok - kanyarban egy kicsit , amikor eléri egy él . Ez a hajlító hatást nevezzük diffrakciós .
Diffraction és megoldás

Diffraction mindig ott van. Általában nem lehet látni , mert olyan sok fény körül , hogy a különböző diffrakciós mintázatok átlagosan , de amikor koncentrálni fény diffrakciós kiderült . Egy pont a fény nem fókuszál le a tökéletes pontot , hanem egy homályos folt körül halványuló gyűrűk . Ezt hívják a diffrakciós helyszínen, vagy néha a " Airy korong . "

Két tényező határozza meg, hogy milyen nagy, hogy lemez : átmérője a tükör vagy a lencse és a hullámhossz az elektromágneses sugárzás . A nagyobb , hogy a diffrakciós helyszínen , a kevésbé részletes a kép . Nagy diffrakciós foltok fedik egymást , így nem lehet kivenni a kis funkciókat. A csillagászok általában számszerűsíteni homályos szempontjából a szögfelbontás a teleszkóp . A teleszkóp nem tud különbséget tenni a két foltok , amelyek közelebb állnak , mint a szögfelbontás . A szögfelbontáshoz a teleszkóp arányos a hullámhossz osztva annak átmérőjét. Egyéb tényezők is, hogy a szögletes felbontás rosszabb , de nem jobb .
Fény és Radio eladás rádióteleszkóp sokkal nagyobb, mint egy optikai teleszkóp , de a felbontás szegényebb .

Fény és a rádióhullámok mindkét formája az elektromágneses sugárzás; az egyetlen különbség a hullámhossz és a frekvencia . Így mindketten viselkedik ugyanúgy . Egy tipikus fény hullámhossza körülbelül 500 nanométer , vagy 500 milliárdod méter . A legnagyobb optikai teleszkóp mintegy 10 méter átmérőjű , így van egy szög felbontása körülbelül 5 x 10 ^ ( -8 ) radiánban , azaz mintegy 0,01 szögmásodperc .

Rádióhullámok sokkal nagyobb hullámhossztartományban . Alkalmazásában a rádiócsillagászat , a tartomány körülbelül 10 és körülbelül 1 méter centiméter. A legnagyobb rádióteleszkóp mintegy 300 méter átmérőjű , így a szögfelbontás bárhol 0,03 radián a 0,00003 radiánban , azaz mintegy 6000-6 ívmásodperc . Minél nagyobb a szög felbontás, annál homályosabb a kép; képeket a legnagyobb rádióteleszkóp legalább 600 -szor homályosabb , mint képeket a legnagyobb optikai teleszkópok.
nagyobb felbontású
kombinálásával kimenete sok elkülönített teleszkópok javítja a felbontást.

Mint tudod mondani a szögfelbontás egyenlet , az egyetlen módja, hogy jobb felbontás az, hogy a távcső nagyobb. A nagy rádióteleszkóp nagyon nehéz építeni, így ez valóban nem lehetséges. Ehelyett , a rádió a csillagászok össze a méréseket a különböző rádióteleszkóp együtt nevezett technikával interferometria . Ha tökéletesen kombinálja a kimenete két távcső 500 méterre vannak egymástól, úgy viselkednek, mint egy teleszkóp 500 méter átmérőjű. A távolabb a teleszkópok , annál jobb a felbontás . Sajnos , a távolabb a teleszkópok , annál nehezebb , hogy összekapcsolják a képeket - de a mai rádiós csillagászok ezt minden alkalommal .

Még így is , a felbontás még mindig korlátozott . Ha ránézünk 10 méteres rádióhullámok és egyesítik a termelés két rádióteleszkóp teljesen az egész Föld egymástól csak kap indítvány mintegy 0,2 szögmásodperc - 20-szor rosszabb, mint a legjobb optikai teleszkópok.