哈勃能看到几亿光年外，为什么不知道附近有没有外星生命？

2025-03-29 20:00:03

推荐回答（5个）

回答1：

这个问题涉及到光学系统的极限角分辨。我们用肉眼可以看到离地球两百多万光年的星系，但却无法看到离我们只有一公里的蚂蚁，也看不到离我们只有几千光年的系外行星，更看不到系外行星上是否有生命。

一个天文望远镜能看到多远之外的物体，不但与物体的距离有关，也与其大小有关。虽然有些物体离得很远，但只要它们的尺寸足够大，望远镜就能观测到。虽然有些物体离得很近，但它们的尺寸太小，所以望远镜就无法分辨出来。为了衡量一个物体看起来有多大，需要引入视直径或者分辨角Δφ的概念，如下图所示：
根据三角函数，可以得到如下的关系式：
综合了距离和实际大小的因素，分辨角可以衡量一个物体看起的大小。对于任何的光学系统，例如，天文望远镜、眼睛，都有一个最小分辨角。一旦观测对象的分辨角小于这个极限，光学系统将无法分辨出细节，观测对象看起来将只是像素点。根据瑞利判据，光学系统的极限分辨角取决于口径：

哈勃太空望远镜是一架光学望远镜，在550纳米波段最为敏感，主镜口径为2.4米，所以哈勃能够分辨出最小的角度为1.6×10^-5度，而人眼的极限一般为1角分（即1/60度）。

虽然有些遥远的星系位于几亿光年甚至上百亿光年之外，但它们的尺寸可达几万至几十万光年，所以它们的视直径在哈勃的极限分辨角之上，哈勃完全有能力分辨出来。只是由于距离遥远，遥远星系发出的光到达地球时已经变得非常暗淡，哈勃需要对它们进行长时间曝光才能看到它们。

另一方面，虽然系外行星离地球并不远，最近的比邻星b距离我们仅4.2光年，但由于行星太小了，它们的视直径远小于哈勃的极限分辨角，所以它们的细节无法被看到。结合上述两个公式，通过计算可知，想要分辨出大小可能与地球差不多的比邻星b，所需的望远镜口径将要高达36.5米，远超哈勃的口径，只有未来口径达到39.3米的欧洲极大望远镜才有能力看到。不过，还是因为系外行星的视直径太小了，不能指望望远镜可以像看到太阳系中的行星那样来看到系外行星。