望远镜为何不会将恒星放大

第一次使用望远镜观看恒星的人对这一点十分诧异，即望远镜虽然能把行星放大，但却不会把恒星放大，反而会把它们缩小，变成没有圆面的光点。第一位使用望远镜观察天空的伽利略就注意到了这一点。在使用自制的望远镜观察之后，他写道：

“使用望远镜观察的时候，值得注意的是行星和恒星的形状差异。行星是个小圆面，轮廓清晰，仿佛一个小月亮；恒星的轮廓却没法看清楚。望远镜只是增加了恒星的亮度，而5等星和6等星的亮度和最亮的恒星天狼星不同。”

为了说明望远镜为何不能将恒星放大，应当首先提一下视觉的生理和物理特征。当我们观察离我们远去的人的时候，他在我们的视网膜上的成像会越来越小。等到他离开相当远的距离时，此人的头部和足部在我们的视网膜上会离得非常近，以至于不会落在不同的神经末梢上，而是只落在一个神经末梢上。这时候的人像，就会给我们一个没有轮廓的印象。对大多数人而言，当物理的视角缩小到1'的时候，就会产生这种印象。而望远镜的功用就是将人眼看物的视角放大，即能将物体像的每一细节均伸展到视网膜上相连的几个神经末稍上。因此，当我们通过一个望远镜看物体的视角是我们在同距离用肉眼看该物体视角的100倍时，我们就认为望远镜将这个物体放大了100倍。如果物体的某一细节再放大之后的视角依旧小于1'，那么用这样的望远镜来观察物体还是不够的了。

不难算出，一台能够放大1000倍的望远镜要看清楚月球上的细节，那它至少应当有110米的直径；而要能看清楚太阳上的细节，那它至少应当有40千米的直径。如果把这种计算引用到最近的恒星的话，其数字则要大到12000000千米。

太阳的直径是这个数的。这就是说，如果将太阳移到这个恒星上面去，使用能放大1000倍的望远镜，那太阳的像也只会是一个点。最近的那颗恒星的体积应当是太阳的600倍，才有可能在最强大的望远镜里看成一个圆面的像。如果一颗恒星处在天狼星的位置，我们需要它在最强大的望远镜里看成是一个圆面的话，那它的体积应当是太阳的500倍。由于大多数恒星的位置都比天狼星远，平均大小又不比太阳大，所以即便是使用最强大的望远镜，我们所看见的恒星也都只是一些光点罢了。

天空中没有这样一个恒星，它的视角比我们站在10千米的地方看一个别针针头的视角更大；也没有这样一台望远镜，能把这样的物体放大成一个圆面。事实上，用望远镜观察太阳系中的天体的时候，放大率越大，它们的圆面会显得越大。然而就像我们所提过的一样，天文学家在此又碰到了别的不便，即成像越是被放大，它的亮度会越弱，分清其中的细节就会越发困难。所以，在观察行星，尤其是彗星的时候，只能利用中等放大率的望远镜。

读者朋友也许会问这样的问题：“既然望远镜不能将恒星放大，又为何要使用望远镜来观察呢？”

在看了前面章节中所讲的内容之后，其实已经没有必要多讲了。望远镜虽然不能将恒星放大，但却能够增加亮度，所以能使我们看到更多的恒星。

此外，借助望远镜还可以将肉眼所见的一颗星分辨出是几颗星来。望远镜不能放大恒星的视直径，但是可以将星星之间的视距放大。因此，在肉眼只见到一颗星的地方，望远镜却可以看出两颗、三颗甚至好几颗行星来（见图71）。有的星团，在肉眼看来仿佛只是一个光点，甚至什么也没有，但借助望远镜，往往就会看见那是成千上万颗独立的星星。

图71　织女星附近的同一个恒星：（1）肉眼所见的情景；（2）使用双筒镜观看；（3）使用望远镜观看。

最后，望远镜的第三个作用在于：在区分星星的时候，它可以把视角测量得十分精确。在使用现代巨型望远镜拍摄的照片中，天文学家所测定的视角可以小到0″.01。只有将一枚铜币放在1000米之外或者将一根头发放在100米之外时，视角才会如此之小！