天文望远镜为何能看清遥远的深空?

地面望远镜在观测深空时面临巨大挑战,因为光线穿过大气层时会发生衰减,且大气湍流会严重干扰成像。如果光源太弱,地面望远镜即使长时间曝光,往往也只能得到一片模糊的光斑,无法看清细节。而在太空中,光线不会因大气而散射或减弱,理论上可以使用无限长的曝光时间,从而将原本不可见的微弱信号凝聚成清晰的图像,揭示宇宙深处的秘密。

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确实如此,大气湍流就是地基望远镜的“天花板”。哈勃和韦伯之所以厉害,就是彻底摆脱了空气的干扰,能进行超长时间曝光,把那些几百年前发出的微弱光子都收集起来。不过地面望远镜也没废,自适应光学技术能实时校正畸变,加上口径可以做得巨大,观测细节能力也很强。两者互补,才能看清宇宙的每一个角落。