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如果月球上站着一个人,用地球上最先进的望远镜能不能看清楚这个

  我们能够看到一个物体,从本质上来说就是这个物体反射或者发射的光进入了人的眼睛,并被感光细胞转换成神经信号传入大脑。但肉眼可以感受到的光线是有下限,只有一定数量的光子进入人的眼球才能被人看到。
  望远镜的作用就是用来汇集光线(电磁波)的。它的物镜口径越大,收集到的光线就越多,我们就能够看得越远、越清晰。需要注意的是,所谓的望远镜放大倍数对清晰度是没有什么用的,这就象放大图片并不能提高图片的清晰度一样。买天文望远镜时不要被标称的放大倍数误导了,物镜口径太小,放大了反而更不清晰了。
  我们要看月球上的人必须用到光学望远镜。它主要用来观测可见光。光学望远镜的原理和眼睛差不多。见下图。
  图:光学望远镜原理图
  地球上现在最大的望远镜是口径11米的南非大望远镜、霍比埃伯利望远镜,以及口径10。4米的加那利大型望远镜。但这个分辨率远远不能满足观测月球上人体大小物体的需要,要达到这个效果,至少要口径2700米的望远镜。
  具体计算过程可以看下面,没兴趣的可以跳过了。
  图:南非大望远镜
  图:
  霍比埃伯利望远镜
  图:著名望远镜口径比较
  光学望远镜的清晰度一般用角分辨率来度量,它是由物镜的口径来提供的。放大倍数对这个值没有任何影响。计算角分辨率可以用下面这个公式:
  1。22D;
  是光的波长,D是望远镜的口径。对于可见光的波长,取5。5107米。
  我们可以通过下面这个公式计算,能够看见月亮上的人需要多大口径的光学望远镜:
  D1。22SL;
  S是目标距离,地月距离取4108米,L是目标大小,要分辨出来是一个人,至少得取0。1米。取5。5107米:
  D1。225。510741080。12684米
  需要注意的是,这只是一个理论值,由于大气的干扰,实际口径还要再大一些。
  当然不可以了啊,试想一下,如果望远镜真的有能力看到月球上一个人大小的物体,那么月球上的很多秘密不就被解开了吗?照这样的话,美国登月的痕迹也可以看得一清二楚了。
  这个问题其实没有那么难,想要看清这个人,那么很重要的一点就是望远镜的口径得足够大才行,而望远镜的口径需要多大呢?下面就一起来看看计算过程吧:
  月球跟地球的平均距离为38万公里,假设此时月球上站着一个人,设他的身高为1。8米。这里其实有一个很简单的经验公式,那就是:目标物体的长度距离1。22波长望远镜口径。这里的波长指的是可见光,可见光的波长在380nm780nm,为了使望远镜的口径尽可能小,那么这里的波长就得取最小值。
  所以数据都有了,物体长度1。8m,波长3。8107m,月地距离3。8108m,计算可以得出望远镜的口径为96m。这个数据究竟是一个什么概念呢,也就是说这个望远镜面积相当于1。3个标准足球场的面积,而这么大的望远镜,镜片制造的难度,简直难以想象。
  有人说我国的FAST望远镜不是口径有500米吗?远远大于96米,怎么可能看不见这个人呢?但是遗憾的是,FAST是射电望远镜,这就意味着它只能接受射电,而人体不会辐射射电,只会辐射红外线,所以FAST是看不见的,想要看得见,只能用传统的光学天文望远镜。
  但是世界上最大的光学望远镜也不可能做到如此大的口径,世界上最大的光学望远镜口径只有39米。而如果想制造出口径如此大的光学望远镜的话,首先不说制造的难度,这么大的镜片,在自身重力的作用下就会发生变形,而且由于地球大气层的折射作用,看东西会很模糊。只有放在外太空才可行,但是体积这么大的镜片,怎么可能往天上运输呢?所以月球上的人用望远镜是看不清的。
  我直接给出答案吧,计算过程在下面。人类目前最先进的光学望远镜是看不见月球上的人的。
  其实看见一个远处的东西主要考验望远镜的口径。
  为了简化问题,我们可以把空气的影响忽略不计
  其实望远镜看见远处的东西的分辨率和望远镜的口径、物体与望远镜的距离、被观察物体的大小等这三个因素有关。
  其实三者的关系用一个公式就摆平了。
  这个公式就是:目标物体的长度距离1。22x波长望远镜直径。
  如果我们把月球上的人看做是身高1。8米,则目前物体的长度可以记作1。8m;
  地球距离月球距离3。8108m,于是公式中的距离就是38万公里。
  波长就是可见光,范围大约在380nm~780nm。
  为了尽量使望远镜口径小,我们取把波长取380nm(3。8107m)。
  于是公式就只剩望远镜口径唯一一个未知数了。
  望远镜口径1。22波长距离目标物体长度
  1。23。8107m3。8108m1。8m96m
  理论上,只要望远镜的口径达到96m就可以看见月球上的人。
  当然中国的fast射电望远镜口径500m,看见月球上的东西还是可行的。但是fast一般情况只能接收射电,也就是703000mhz的波,但是人体主要辐射红外波,并不会发出的射电。除非这个人穿了一个可以发射微波的衣服,那就可以看见了。
  如果只想看到可见光的影像呢?
  那就只能用光学天文望远镜,目前世界上最大的光学望远镜在智利阿塔卡马沙漠海拔3000米的山上,口径39米。
  距离96米口径的望远镜还差了一倍多,没有希望可以看见月球上的人。
  看清月球上面的一个人,至少要求望远镜对月球的分辨率达到米级,现在地球上没有任何望远镜由此分辨率。
  光学望远镜的分辨率公式:d140a,其中d是物体两点对于光学望远镜的张角度数,单位角秒,a是望远镜镜片大小,单位毫米。如果想要看清月球上面的一个人,则至少要分辨清楚大约1。5m的物体。这样,其夹角就是a3600360(2r),其中r是地月距离。这样算下来想要看到月球上面一个1。5m的物体,望远镜的直径要达到:a1402r(3603600)260000毫米260米。
  所以,至少需要一个260米口径的望远镜才可以看到。260米大约有87层楼那么高,这么大的望远镜,人类根本难以建造出来。即便建造出来,也不如直接发射一颗月球探测器去月球看看来的划算。
  如果月球上站着一个人,用地球上最先进的望远镜能不能看清楚这个人?
  我们地球上最先进的望远镜是哪个?当然是口径最大的那个,那么是哪台呢?这又是另一个问题!但我们知道哈勃望远镜倒过来看月球大概只能看清楚月球上直径约50M左右的物体,而且那个物体在如此口径(约2。4M的RC镜)的解析下,依然只是一个点!
  当然按口径算哈勃并不是最先进的,但它的观测条件是最佳的,没有白天黑夜的影响,也不会有地景遮挡,更不会有大气扰动的影响!当然我们不可能一个个去测试,计算下即可知道看清一个1。8M左右的人需要多大的口径:
  目标物体的尺寸望远镜与目标之间的距离1。22x波长(可见光或者CCD感光波段)望远镜直径
  目标算他躺着,那样可以节省一些口径,按1。8M算
  地月平均距离38。4万千米,可见光波长:550nm
  这是一个很简单的比例公式,计算后望远镜口径大约为96M!
  我们很清楚,即使是39。3M的ELT望远镜,也要到2022年才能完工,现在根本就没有那么大口径的望远镜!而且计算过程忽略大气扰动影响!
  以上这些,大都还建设中或者规划中!
  这是欧洲极大望远镜的规模,达到了史无前例的39M,这是人类制造过的最大的光学望远镜!
  这是和大笨钟的大小对比,可见这个望远镜实在令人震撼!
  也许只有躺着望远镜的尺寸还能小点,如果站着或者斜着投影,那么望远镜的口径将会急剧增加,比如从1。8M躺着到站着0。5M,那么可以相信在未来100年内人类不会规划如此大口径的望远镜!还不如在月球上装个摄像头成本低!
  老规矩,先说下答案:嫦娥是看不到的,但还是能成像出来的
  月球距离我们三十六万千米到四十万千米之间,是太阳系的第五大卫星,从古至今,都有望月寄思的愿望,有诗曰举头望明月,低头思故乡,人们总是后通过眺望月亮来寄托自己的思乡之情,那么如果上面站着一个人的话我们可以看到吗?
  在我们的平常生活中,天上的月亮大多是一个锅盖的口径,这也是我们肉眼最直接的观察方法,我们知道,望远镜及天文望远镜可以看到很远的地方,甚至可以看到宇宙中的星系,那么如果用世界上最先进的望远镜能不能看到呢?
  月球上人的长度距离1。22波长望远镜直径
  我们假设人的长度(高度)为1。8米,距离取中间值38万千米,可见光的波长380纳米到780纳米之间,我们取最小的波长380纳米,我们把公式颠倒一下得到望远镜直径公式,计算下来的口径大约是96米,也就是从理论上来讲望远镜的达到96米就可以看到月球上的那个人了
  我们下面来看一下现在世界上最先进的望远镜,最大的射点望远镜的口径大约是500米,也就是我们的天眼,但这个并不是捕捉可见光的,而是红外成像,如果是光学望远镜,那么现在最大的口径是39米,离可见口径大约小了一半,无法办法直接看到。
  文张
  从目前世界范围内拥有的大口径望远镜来看,都不具备这个能力,所以说即使最先进的望远镜也看不清月球上站着的一个人。
  这个很好解释,为了简单一点我们就直接去计算一下结果就好。1。22D
  根据上边这个公式可以去计算一下如果想看清楚月球上的一个人,需要多大口径的望远镜(D)。
  望远镜要观察的目标尺寸月地距离,最后得出的是弧度,假设这个人1。8米身高加上航天服总高2米,月地平均距离38万公里。
  公式中的指可见光的波长,一般是在380nm~780nm,在这里我们取一个整数500nm。变换公式D1。221。22500109(2380000000)115。9米
  经过上边的计算我们可以看到如果想要看见月球上站着的一个人,那么需要的望远镜口径至少是115。9米,但这种情况这个人在图像中只是一个像素点的大小,如果要想看清这个人的音容笑貌口径还要大得多。
  现在世界上口径最大的光学望远镜是超大型望远镜(ELT)属于欧洲天文台,主镜达到39米,副镜达到4。2米,位于智利的3000米的高山上。所以说现在世界上最先进的光学望远镜也是看不见月球上的人的。我国的天眼口径虽然很大,但是主要接收不可见光的,人应该也是看不见。欢迎关注我们:科学黑洞!图片来源网络侵删。
  不能。无论通过人类目前在用的哪款天文望远镜,都不可能看到月球表面上站着一个人。
  天文望远镜的分辨能力由口径决定,口径越大,分辨能力越强,能够看到的物体也就越小。具体来看下如下的公式:
  其中为分辨角、l为观测目标的长度,d为目标的距离,为入射光的波长,D为天文望远镜的直径。
  为了计算出天文望远镜看到月球上的人至少需要达到多大的口径,这里假设距离d为月球近地点时的距离,大小为36。26万公里。再假设观测角度是从侧面看过去,而不是从头顶看过去,并假设站在月球上的人的身高为1。75米。取值为550纳米,这是人眼最为敏感的可见光波段。
  通过计算可知,对应的天文望远镜直径约为139米。即便用波长更短的近紫外波段,所需的口径仍然超过90米。目前地球上单口径最大的光学望远镜是加那利大型望远镜,其直径为10。4米(哈勃主镜只有2。4米),远低于上述的计算结果。
  就算人类拥有直径高达100米的光学望远镜,也只能把站在月球上的人看成像素点,无法分辨出这个人的具体细节。如果想要看出是个人影,口径还要再大数倍。在可见的未来,人类很难造出如此巨大的光学望远镜。
  正因为如此,人类才需要月球探测器飞到距离月表几十公里的地方进行观测。但探测器的载荷有限,它们的相机成像能力也是有限的。下图是月球勘测轨道飞行器在绕月过程中拍摄到的阿波罗16号登陆点遗迹:
  虽然探测器距离月表很近,但仍然很难看清楚位于月表上的登月舱,尽管登月舱的体型比人类大得多。
  一个人站在月球上,就按照2M来算,用地球上的光学望远镜能看见吗?
  我们知道,光学望远镜看不看得见一个物体,主要取决于那个物体自己发不发光,或者反光能力大小,另外,更主要的原因是望远镜的口径大小。
  想要观测的目标长度距离1。22波长口径,换算一下,就可以知道,望远镜的口径(1。22波长距离)目标长度。
  我们取可见光波长500纳米,计算时单位转化为米,(1。22500109380000000)2115。9米,也就是说,想要看到那个长两米的人,需要口径大约在116米的光学望远镜。
  但即便口径如此的巨大,那个人也仅是图像中的一个像素点,想要获得更高的效果,实际口径还需要更大一些。
  像地球上著名的凯克望远镜,其口径也仅是10米而已,所以,用地球上最先进的望远镜无法看到这个人。
  (位于美国夏威夷岛海拔4200多米、人迹罕至的莫纳克亚山上的凯克望远镜)
  个人浅见,欢迎评论!
  本文图片来源于网络,侵删!
  答:如果这个人被光源照射的亮度很高,那么光学望远镜有可能看到这个人,基本就是一个亮点,无法分辨这个人的细节;如果不被照亮的话,可见光望远镜根本无法看到他。
  光学仪器能否看到物体,取决于物体的亮度;能否看清物体的细节,取决于望远镜的分辨率。
  望远镜可以对远处物体进行聚焦,其分辨极限为对应波长在望远镜中的成像正好不发生干涉;理想情况下,望远镜分辨率由瑞利判据给出:
  其中为波长,d为望远镜直径,分辨率为物体尺寸目标距离;可见光(380780nm)我们取400nm,日地距离38万公里,人的身高1。7米,可以计算出:
  d103米;
  也就是说,在可见光波段,地面上要想分辨月球表面的一个人,最少都得100米口径的光学望远镜,而在这100米口径的望远镜中,月球表面的人至少为两个像素。
  要想进一步看清细节的话,分辨物体的尺度需要进一步降低,比如要把人的四肢和躯干区分出来,可以取手掌宽度约10cm,对应望远镜口径为1500米,此时人的手掌在望远镜中大约为一个像素。
  目前世界上最大的光学望远镜口径不过几米,在建最大光学望远镜是美国的tmt,观测波长为310nm2800nm,口径有30米,还远远不足以区分月球表面的人。
  我国FAST口径为500米,可以观测更短的波长,理论上可以分辨出月球表面的人体尺度,但是人体本身不会发射射电波段,所以FAST是看不到人体的。
  人体会自发辐射红外线,但是红外线的波长较长,同样口径的望远镜下,红外线望远镜的分辨能力,会比可见光望远镜的分辨能力差。
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