Тут у меня в гостевой зашел спор о возможности обнаружить не достигшую высоких технологий жизнь на других планетах (в др. звездных системах) простым наблюдением. Оппонент утверждает, что в принципе можно создать телескоп, позволяющий даже разглядеть объекты на поверхности таких планет. Я, честно говоря, оптику с институтских времен подзабыл, но интуиция мне подсказывает, что даже в космосе построить такой телескоп нереально. Все-таки увеличение в сотни миллиардов и триллионы раз...

Одиночный телескоп ничего не сможет. А вот при выносе телескопов в космос интерферометр, размером с солнечную систему, сможет позволить создавать даже карту поверхности планет не очень далеких звезд с подробностью, например, школьного глобуса. А это немало: можно обнаружить большие искусственные сооружения, например, водохранилища. Да и освещенность больших конгломератов жилья ночью тоже увидим, как это видно на Земле из космоса.

Юрий, это только техническая часть. Вопрос стоял об инопланетных визитерах.

[ 03-10-2003, 22:07: Сообщение отредактировано: Lumbo ]

Конечно существует теоретический предел разрешающей способности. Для Земли он определяется атмосферой, для косимического пространства другими факторами, вопервых квантовой природой света (фотонный шум непозволяющий достигать приемлемого соотношения по энергетике для слабых сигналов, соответствующих мелким деталям) и возможно каким нибудь там красным смещением или газопылевым облаком вокруг Солнца - рассеивающим фотоны к пр имеру. Да и атмосфера на самих наблюдаемых планетах. Однако насколько я понимаю этого предела можно и не пытаться достигать. Существует технологическое ограничение на размеры зеркал, скажем так в десяток-другой метров. Единственный путь - переходить к когерентному приему видимого света и синтезировать картинку как в радиолокаторе, тогда размер зеркала будет почти равен орбите Земли.

короче говоря ограниение носит скорее квантовый характер, существует предельно достижимое соотношение сигнал шум в зависимости от расстояния до объекта и его отражающих характеристик. И сколько сигнала не копи - на определенной стадии рост этого соотношения сигнал-шум прекрщается. А именно оно и определяет в конечном итоге разрешающую способность.

Так чему равен этот квантовый предел? При наблюдении солнечной системы из космоса разность звездных величин Солнца и Земли составляет примерно 23 величины. Насколько я понимаю, сейчас зарегистрированы звезды 26-27 величины. Является ли это квантовым пределом?

Следовательно, уже сейчас возможно исследовать планеты земного типа у звезд, блеском до 3-4 величины. Был бы подходящий интерферометр.

Нет конечно. Во-первых, сейчас зарегистрированы звезды до 30-й величины из Космоса и 29-й с Земли, причем это данные многолетней давности, вполне вероятно что давно уже можно наблюдать и более слабые. Туманность с интегральным блеском 28m и размерами несколько секунд дуги была еще на снимках Давида Малина в 70-е годы, причем заснятая на телескопе очень среднего по меркам "рекордных" наблюдений размера (насколко помню, 2 метра апертуры).

Во-вторых, посчитай e=hv, вот тебе и энергия кванта. Видимый свет (0,55mk) дает энергию кванта 3,63e-19 дж. Стало быть, лампочку в 100 вт можно зарегистрировать за 1 секунду инструментом с апертутой 1 метр на расстоянии 30 а.е., а 6м - на расстоянии 1 световых суток.

Далее, прожектор мощностью 10 квт с направленностью 1/100 (такое бывает, самый обыкновенный, даже дохлый зенитный прожектор времен ВОВ) за час экспозиции можно найти на расстоянии 570 световых лет!

Имеется в виду, что за этот час экспозиции в 6м апертуру инструмента залетит в среднем 1 фотон от этого прожектора, т.е. я ничего не говорю о проблеме обнаружения этого сигнала на фоне шумов.

Собственно, на расстоянии ближайшей звезды таким образом можно найти просто ненаправленно светящую "лампочку" мощностью 60000 кандел, например если считать альбедо земли за 10%, это мощность, с которой светится отрезок освещенной автострады длиной 8км (отраженным от фонарей светом, если считать что с обоих сторон с шагом 50м стоят сдвоенные фонари по 1квт). Очевидно, что даже небольшой город будет светиться как минимум на пару порядков сильнее.

Если можно регистрировать звезды до 30 величины, то тем более уже сейчас возможно с помощью интерферометра построить глобусы планет у сотен ярких звезд.

Так где же все-таки предел по шуму для регистрации слабых объектов? Каков минимальный блеск звезды, которую можно выделить на фоне космического шума, находясь в пределах солнечной системы? Или таких данных пока нет, а есть лишь теоретические соображения?

Зарегистрировать звезду и получить требуемое разрешение на протяженном объекте - это немного разные вещи. Есть вполне определенный общепринятый критерий разрешения. Разрешаемым элементом считается минимально распознаваемое с вероятностью не менее 0.8 расстояние между элементами трехшпальной миры. Вероятность распознавания 0.8 достигается при соотношении сигнал-шум равном 4 к 1 выше.

Составить какое-то представление о разпределении альбедо по поверхности можно только если столкнуться с какой-то хитрой затменной системой, где планета будет регулярно под разными углами затмеваться.

Заметьте, что нужно еще зарегистрировать блеск планеты на фоне яркого блеска звезды... Юпитер на расстоянии ближайшей звезды был бы виден как звезда 21-22m, что довольно много (наблюдаемо даже с хорошим любительским инструментом с ПЗС), но попробуй отфильтруй его от света звезды 0m... Это же разница на 8-9 порядков...

2 Марс.

Так я же специально оставил по крайней мере порядок в блеске объектов поверхности, когда говорил о возможности даже сейчас составить глобус планет у сотен ярких звезд (3-4 величины). Планеты земного типа имеют разность блеска с центральной звездой 23 величины. Да и чувствительность аппаратуры к моменту создания 'солнечно-системного' интерферометра тоже повысится. Вопрос заключается в том, каковы характеристики межпланетного шума, лимитирующие предел регистрации слабых объектов телескопу, находящемуся в солнечной системе.

2 anovikov

Селекция света планеты от света звезды осуществляется пространственным способом. Ведь это же интерферометр с разрешением в микро- и наносекунды дуги.