Gibt es eher eine kosmische als eine technologische Obergrenze für die Auflösung eines Teleskops?

Weltraumfunkinterferometer könnten eine Grundlinie von Millionen von Kilometern haben, aber gibt es einen Punkt, an dem eine größere Grundlinie die Auflösung nicht mehr verbessert, weil die beobachteten Photonen vor ihrem Eintreffen verzerrt sind? Diese Frage befasst sich mit technologischen Auflösungsgrenzen. Ich frage stattdessen nach kosmischen Einschränkungen, zum Beispiel aufgrund von interstellarem und extragalaktischem Gas, das Licht streut.

Dieses Papier über die Ergebnisse des RadioAstron-Weltraum / Erde-Interferometers liegt weit über meiner Gehaltsstufe, aber es scheint sich um dieses Problem zu handeln. Die Zusammenfassung sagt:

Bei längeren Basislinien von bis zu 235.000 km, bei denen keine interferometrische Erfassung der Streuscheibe zu erwarten war, wurden signifikante Sichtbarkeiten mit Amplituden beobachtet, die um einen konstanten Wert gestreut waren. Diese Detektionen führen zur Entdeckung einer Substruktur im vollständig aufgelösten streuverbreiterten Bild der punktförmigen Quelle PSR B0329 + 54. Sie sind vollständig den Eigenschaften des interstellaren Mediums zugeordnet.

F: "Gibt es eher eine kosmische als eine technologische Obergrenze für die Auflösung eines Teleskops?

Weltraumfunkinterferometer könnten eine Grundlinie von Millionen von Kilometern haben, aber gibt es einen Punkt, an dem eine größere Grundlinie die Auflösung nicht mehr verbessert, weil die beobachteten Photonen vor ihrem Eintreffen verzerrt sind? '

Die Abweichung der Wellenfront von einem Schwarzkörperspektrum und die Prozesse, die sie erzeugen, sind hinreichend bekannt. Die Phasen der eingehenden Wellenfronten können gemessen werden, um die Richtwirkung zu verbessern und die Verzerrung zu verringern. Die Korrelation der verschiedenen Frequenzen ermöglicht die Erkennung selbst kleiner Verzerrungen.

Siehe: " Die Entwicklung der spektralen CMB-Verzerrungen im frühen Universum " (29. September 2011) von J. Chluba, RA Sunyaev und das Video: " Spektrale Verzerrungen der CMB und was wir über das frühe Universum lernen könnten " von Jens Chluba und " Wissenschaft mit spektralen CMB-Verzerrungen " (27. Mai 2014) von Jens Chluba.

Die Methode wird in der Arbeit " Cosmic Microwave Background Constraint on Rest Annihilations of Relic Particles " (9. August 2000) von McDonald, Scherrer und Walker, Seite 2, erläutert :

$\mu$$y$

II. VERZERRUNGEN DES CMB-ENERGIESPEKTRUMS

$z ≃ 10^6$$z ≃ 10^6$Photonenkonservierende Prozesse (doppelte Compton-Streuung und Bremsstrahlung) sind im Hintergrundplasma ineffizient. Wenn daher Energie in den CMB injiziert wird, jedoch nicht die richtige Anzahl von Photonen, kann ein Planck-Spektrum nicht wiederhergestellt werden. Wir diskutieren nun detaillierter die Form der Verzerrungen, die in verschiedenen Rotverschiebungsintervallen erzeugt werden. ... '.

Siehe: " Neue Technologieangebote zur Erweiterung der Vision für die Radioastronomie ". Selbst eine winzige Antenne ist sehr leistungsfähig, diese winzige Antenne kann gleichzeitig in sieben Richtungen sehen:

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Adaptive Optiken werden bei einigen optischen Teleskopen verwendet, kein Grund, nicht denselben Algorithmus auf VLBI anzuwenden.

" Adaptive Optik: Das Very Large Telescope von ESO sieht viermal das erste (Laser-) Licht " (07/11/2016):

"... selbst an den besten optischen Orten der Erde wie dem 2600 m hohen Gipfel des Cerro Paranal oder dem 4205 m hohen Gipfel des Mauna Kea in Hawaii führen Brechungsindexschwankungen in der Atmosphäre zu einer sehbegrenzten Auflösung von 0,4 Bogensekunden im Gegensatz zu der theoretischen beugungsbegrenzten Auflösung von weniger als 0,02 Bogensekunden für die 8,2 m VLT-Teleskope .

" PKS 1954-388: RadioAstron-Detektion auf 80.000 km Basislinien und Multiwellenlängenbeobachtungen " (5. Mai 2017), von Edwards, Kovalev, Ojha, An, Bignall, et al.:

" 1 EINLEITUNG

Eine große Herausforderung in der Astronomie ist der Kampf um die Beobachtung von Objekten mit einer Winkelauflösung, mit der die zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen untersucht werden können. Die längeren Wellenlängen der Radioastronomie erschwerten zunächst die Suche nach einer hohen Winkelauflösung, aber die relativ einfache Aufbewahrung von Phaseninformationen ermöglichte die Technik der Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Intercontinental VLBI erreicht routinemäßig Winkelauflösungen im Millisekundenbereich und die Erweiterung der Basislinien zwischen Teleskopen in den Weltraum mit satellitengestützten Teleskopen liefert derzeit die höchste Winkelauflösung, die in der Astronomie erreicht wird. "

Es gibt ein neueres Papier als das, mit dem Sie verlinkt haben, mit einer längeren Grundlinie und besseren Ergebnissen. Siehe: " PSR B0329 + 54: Substruktur in dem mit RadioAstron entdeckten streuverbreiterten Bild auf Basislinien bis zu 330.000 km " (13. September 2016) von Popov, Bartel, Gwinn, Johnson, Andrianov, Fadeev et al., Die Schlussfolgerung auf Seite 8:

" 7 ZUSAMMENFASSUNG UND SCHLUSSFOLGERUNGEN

Hier fassen wir unsere Beobachtungen und Ergebnisse zusammen und geben unsere Schlussfolgerungen.

$\lambda$

(ii) Die Sichtbarkeitsfunktion an kurzen Grundlinien zeigt eine einzelne helle Spitze im Raum mit Verzögerungsrate, die auf langen Grundlinien verschwindet. Somit wurde die Streuscheibe von PSR B0329 + 54 auf Grundlinien im Grundraum von 15.000 bis 30.000 km vollständig aufgelöst. Die FWHM des Winkeldurchmessers beträgt 4,8 ± 0,8 mas bei 324 Hz.

(iii) Die Beugungslängenskala oder -größe des Beugungsflecks in der Nähe der Erde beträgt 17.000 ± 3.000 km.

(iv) Unter der Annahme turbulenter und großräumiger Unregelmäßigkeiten im Plasma befindet sich der effektive Streuschirm bei d / D = 0,6 ± 0,1 oder etwas mehr als der Hälfte der Entfernung von der Erde zum Pulsar.

(v) Bei längeren projizierten Basislinien bis zu 330.000 km wurden signifikante Sichtbarkeitsamplituden festgestellt, obwohl von der Streuscheibe keine erwartet wurde . Sie sind um einen Mittelwert verteilt, der bis zu den längsten Basislinien ungefähr konstant bleibt. Dieses Ergebnis zeigt an, dass im streuverbreiterten Bild von PSR B0329 + 54 eine Substruktur entdeckt wurde . "

Ihre letzte Frage:

F: "Ich frage stattdessen nach kosmischen Einschränkungen, zum Beispiel aufgrund von interstellarem und extragalaktischem Gas, das Licht streut."

Da Sie über einen längeren Zeitraum so viele Frequenzen aus so vielen Winkeln betrachten, können Sie mit einem Supercomputer (um) Atome, Nebel und Staub durchschauen.

Hier einige Erklärungen für Laien:

Ted Talks Video: " Unsichtbare Bewegung sehen, stille Geräusche hören "

CNN YouTube: " Neue Technologie macht Truppen unsichtbar "

Ascendent Technology YouTube " Thermische Infrarot- und sichtbare CCTV-PTZ-Kamera Brandüberwachung und -erkennung Durchsichtiger Rauch und Dunst "