Was begrenzt derzeit die nutzbare Brennweite von Teleskopen?

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Welche Barrieren - von Technologie, Physik und möglicherweise Wirtschaftlichkeit (Dinge, die technologisch möglich, aber einfach zu teuer wären) setzen die Obergrenze für die Qualität von Teleskopen zur Beobachtung des Himmels im sichtbaren Spektrum - Beobachtung der Oberfläche entfernter Objekte mit maximaler Auflösung / Detailgenauigkeit ?

telescope

— SF.
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"Zoom" ist ein schlechtes Wort in der Frage. Teleskope "zoomen" nicht wie Consumer-Kameras. Sie neigen dazu, eine feste Brennweite zu haben. "Zoom" kann bedeuten "wie hoch kann das Teleskop vergrößern", aber Teleskope sind normalerweise nicht für hohe Vergrößerungen ausgelegt, da dies nicht die primäre Überlegung ist. Schlagen Sie vor, "Zoom" durch "Qualität" zu ersetzen, wie im Detail verwendet ...

— Jeremy

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"Qualität" ist eher eine willkürliche Metrik. Ich habe "Zoom" durch "Verwendbare Brennweite" ("Verwendbar") ersetzt, da es Kameras mit unendlicher Brennweite gibt, die in Bildverarbeitungssystemen in der Industrie häufig 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 und entfernen perspektivische Effekte aus dem zu analysierenden Bild, z. B. bei der Qualitätssicherung von bearbeiteten Teilen. Offensichtlich nicht verwendbar bei Abständen von mehreren Parsec.)

— SF.

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Die visuelle Auflösung eines Teleskops ist direkt proportional zur Apertur des Teleskops. Die Brennweite und damit die erreichbare Vergrößerung folgt dann nur der visuellen Auflösung.

Die heutigen Teleskope sind normalerweise so gut gebaut, dass sie beugungsbegrenzt sind , was bedeutet, dass die optische Auflösung aufgrund von Beugung der begrenzende Faktor ist. Wenn Sie eine "höhere Vergrößerung" in einem Teleskop wünschen, möchten Sie immer eine größere Blende haben. Die längere Brennweite kann helfen, ist aber nicht unbedingt erforderlich.

Und wie Jeremy sagte, ist die limitierende Ressource dabei 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.

— Arne
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Um die Frage zu beantworten, die wie folgt umformuliert wurde: "Was schränkt die Qualität von Teleskopen derzeit ein?" Die Antwort lautet meistens: Geld .

Früher war es: Atmosphäre . Mit den Fortschritten in der adaptiven Optik erreichen bodengestützte Teleskope jedoch das, was früher ein Weltraumteleskop erforderte. Außerdem haben wir die Technologie für Weltraumteleskope, wenn wir wollen, wie das anstehende JWST.

So ziemlich, es läuft auf die Finanzierung hinaus. Wer wird das Geld für die teure Technologie ausgeben, um besser und weiter zu sehen, wenn die Wissenschaft von allen Seiten für die Finanzierung gequetscht wird und Astronomen kein Geschäftsmodell für eine Kapitalrendite vorlegen können, wie es ein Biotech-Unternehmen für die Entwicklung kann Ein Gras, das dazu führt, dass Kühe weniger Methan rülpsen.

— Jeremy
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Vielen Dank an alle, die meine Antwort hier ohne Kommentar abgegeben haben. Als ich das schrieb, ging es NICHT um die Brennweite, sondern darum, was den "Zoom" eines Teleskops einschränkt

— Jeremy

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Durch den Vergleich von Teleskopen, die das sichtbare Spektrum beobachten, mit dem Funkspektrum konnten Radioastronomen dank der 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 große binokulare Teleskop . Der Grund, warum dies in der Radioastronomie möglich ist, liegt darin, dass wir die Phase der ankommenden Welle mit Radioteleskopen messen können, bei denen Informationen über die Phase nicht von optischen Teleskopen erfasst werden. Vielleicht hilft uns die Technologie in Zukunft bei der Herstellung optischer Detektoren, mit denen die Phase der Welle gemessen werden kann.

Bei der Größe der Blende selbst helfen immer größere Größen nicht, solange wir das atmosphärische Sehen nicht berücksichtigen. Der Grund, warum Sterne funkeln, ist das atmosphärische Sehen. Das Sehen von Effekten kann durch adaptive und aktive Optik 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). Vielleicht haben wir auch in Zukunft bessere Detektoren mit extrem geringem Rauschen.

(Entschuldigung, ich konnte keine weiteren Links hinzufügen. Benötigte mehr Wiederholung: D)

— Poruri Sai Rahul
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Ich frage mich, Radiowellen, optische Wellen, das ist alles elektromagnetische Strahlung, nur verschiedene Wellenlängen. Was ist mit optischen Wellen, die verhindern, dass die Funkwellentechnologie an dieses Spektrum angepasst wird?

— SF.

Die in der optischen und Radioastronomie verwendeten Detektoren sind unterschiedlich. In der Radioastronomie erfassen wir die E- und B-Felder der sich ausbreitenden Welle mit einer Antenne, wobei 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 macht. Können Sie sich auch vorstellen, wie Röntgenstrahlen untersucht werden, obwohl sie die meisten Metalle passieren? durch die Verwendung von Fotovervielfacherröhren.

— Poruri Sai Rahul