哈勃能看到134亿光年外的星系，为何看不清59亿公里外的冥王星？
哈勃望远镜被人们誉为“人类天文史上最重要的科学仪器”，它的名字来自于著名的天文学家埃德温·哈勃，自从1990年4月24日发射升空以来，它已经完成了高达140多万次的观测，其传回的影像将浩瀚的宇宙真实地呈现在我们眼前，并不断地刷新着我们对宇宙的认知。
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哈勃望远镜能看多远？为了避免地球大气层的干扰，哈勃望远镜被部署在距离地面大约575公里的轨道上，在这个高度，它可以在一个“与世隔绝”的环境中安静地工作，从而比地面上所有的天文望远镜都看得更清晰，也看得更远。
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图为天文学家于2016年3月3日通过用哈勃望远镜观测到的“GN-z11”星系，观测数据显示，“GN-z11”位于大熊座方向，与我们之间的距离高达134亿光年，这也是迄今为止哈勃望远镜所看到的最遥远的星系。
哈勃望远镜拍摄到的冥王星是什么样子？我们知道，1光年就是光在真空中前进1年的距离，换算下来大约为9.46万亿公里，而冥王星与我们之间的平均距离却只有大约59亿公里，与134亿光年外的“GN-z11”星系相比，59亿公里外的冥王星可以说是近在咫尺。据此我们似乎可以认为，哈勃望远镜应该能拍摄到非常清晰冥王星的图像，然而实际情况却并非如此。
【哈勃能看到134亿光年外的星系，为何看不清59亿公里外的冥王星？】
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图为哈勃望远镜拍摄到冥王星，我们可以看到，在哈勃的镜头里，冥王星显得非常模糊，我们根本就看不清楚冥王星的细节。这就有点尴尬了，既然哈勃能看到134亿光年外的星系，那它为何看不清59亿公里外的冥王星？我们接着看。
为什么哈勃望远镜能看到134亿光年外的星系，却看不清冥王星呢？在理想的情况下，我们在一个光学成像系统面前放一个几何点，那么该系统就可以生成一个精确的几何点像，然而这种情况在现实中却是不存在的，因为光有波动性，所以当光通过小孔的时候就会发生衍射，在这种情况下，我们的光学成像系统只可以生成一个光斑，这被称为“艾里斑”。
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如图所示，如果两个几何点距离太近，那么在光学成像系统里对应生成的“艾里斑”就将不可分辨，因此所有的光学成像系统都会存在一个分辨极限，通常来讲，我们把望远镜能够分辨出的最小角距称为“最小分辨角”，这与入射光的波长和望远镜的口径密切相关，可用公式“θ= 1.22 x 波长/望远镜口径”来描述。
哈勃望远镜属于光学望远镜，为方便计算，我们不妨将波长取值为500纳米，已知哈勃望远镜的口径为2.4米，通过上述公式我们可以计算出，哈勃望远镜的最小分辨角约为0.000000254rad（弧度），而这个计算结果与59亿公里的乘积，就是哈勃望远镜对应于冥王星表面的最小分辨距离（平均值），通过计算后我们可以得出，这个值大约为1500公里。
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（“新视野号”飞掠冥王星）
根据“新视野号”对冥王星的测量数据，冥王星的直径仅有2376.6（±1.6）公里，这就意味着，在哈勃望远镜的镜头里，冥王星也就只有几个点，当然就看不清冥王星了。那为什么哈勃望远镜又能看到位于134亿光年外的“GN-z11”星系呢？我们不妨再来算一算。
按照同样的方法，我们可以计算出哈勃望远镜对应134亿光年的最小分辨距离大约为3400光年，观测数据显示，“GN-z11”星系的直径约为银河系的25分之1，也就是大约4000光年，也就是说，“GN-z11”星系的直径比哈勃望远镜对应于134亿光年的最小分辨距离还要大一点，所以就可以被哈勃看到（虽然很模糊）。
简而言之，哈勃望远镜之所以看不清冥王星，是因为它的分辨率有限，而如果目标足够大，那么即使在134亿光年外它也可以看到。这就好像我们能够轻易地看到几公里外的高楼大厦，却看不清几米外的蚂蚁一样。
哈勃望远镜的“继任者”
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哈勃望远镜的设计寿命原本只有15年，但它却已经运行了30余年了，现在的它已经是“老态龙钟”，估计很快就将与我们告别，而哈勃望远镜的“继任者”——詹姆斯·韦伯太空望远镜已经筹备多时，据悉该望远镜的口径可以达到6.5米。
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