摘要：儘管晶狀體和瞳孔不能無限制擴大，但我們可以使用工具來改變這個局面，此時望遠鏡就登場了，絕對要感謝伽利略以及牛頓和開普勒的鑽研精神，現代光學望遠鏡都是從這幾種望遠鏡的光學結構裏派生出來的，但無論哪種結構，光學主鏡的直徑就最終決定了我們能看清的範圍，口徑與分辨率之間的關係爲：。總結：看到和看清是兩個概念，但它們本質是相同的 看到需要的是足夠的光子，但即使是單個視網膜細胞也能看到，但看清就需要多個視網膜細胞一起協作纔可以，當然現代望遠鏡看清天體的並非是肉眼，而是CCD，跟肉眼相比CCD最大的好處是可以連續曝光，而這將對看到的要求更低，因爲只要條件合適，可以連續盯着這位置看上數天數週甚至是數月。

天文望遠鏡可以看到幾十億光年外的星系，爲什麼看不到一個星球的表面？

在討論這個話題之前我們得先來簡單瞭解下看見與看清這兩個概念，可能在大家都沒在意過兩者的區別，但即使在生活日常中都有明顯的區別，比如我們能看見幾百米甚至千米以外的人，但很抱歉如果不是特殊構造的眼睛的話，肯定是看不清這人長什麼樣！

一、怎麼樣纔是看清？

上圖是肉眼的構造，如果除去複雜的生理構造後的光學結構如圖二，可以理解爲一個單透鏡鏡頭的相機，不過請注意這個透鏡是柔性的，可以適應遠景距離調節屈光度而在視網膜上清晰成像！當然近視眼就是條件範圍失調了，只能在某個屈光度範圍內調整，而這以外的屈光度需要鏡片補償！

光線通過晶狀體成像後的向大腦輸送生物電信號是有視網膜感光細胞完成的，感光細胞分爲視杆細胞和視錐細胞。視杆細胞約有12000萬個，對弱光刺激敏感；視錐細胞有650萬～700萬個，對強光和顏色敏感！簡單的理解就是這些細胞是有個數限制的，如果成像過小，那麼並不會觸發感光細胞的信號，或者成像只有一個點，無法區分，那麼正常人肉眼的分辨率極限是多少呢？大約爲1角分，相當於50米外一個大小爲15毫米的物體，大約就是1角硬幣的大小（19毫米直徑）！當然這個分辨率和我們瞳孔直徑是有關的，但很抱歉我們無法改變瞳孔直徑（，一般瞳孔範圍是2-5MM，經過長期訓練夜視能力的瞳孔會有少許擴大）！

二、如何延伸我們的看清範圍？

儘管晶狀體和瞳孔不能無限制擴大，但我們可以使用工具來改變這個局面，此時望遠鏡就登場了，絕對要感謝伽利略以及牛頓和開普勒的鑽研精神，現代光學望遠鏡都是從這幾種望遠鏡的光學結構裏派生出來的，但無論哪種結構，光學主鏡的直徑就最終決定了我們能看清的範圍，口徑與分辨率之間的關係爲：

口徑X=1.22×波長×距離/觀測物體長度

與分辨率相關的另一個重要參數是可見光的波長，但一般取550nm，假如要看清比鄰星上一個直徑1000千米的黑子，那麼需要多大的口徑呢？

X=26789.194M

即：26.8KM左右，才能看到比鄰星上直徑約1000千米的黑子！當前地球上即使加上在建的望遠鏡，最大口徑也只有42M

當然各位不要以爲比鄰星是一顆行星，它是一顆紅矮星，和太陽一樣也會有黑子活動！但即使這個分辨率也只能看到一個點而已！所以仍然是看到而並非看清，必須要遠超這個口徑才能看清楚黑子！

三、那爲什麼我們又能看到百億光年外的天體呢？

儘管我們看不清比鄰星上的黑子，也看不到上面發生的耀斑，但我們卻可以檢測比鄰星亮度變化來推測它發生的活動，比如亮度急劇加大時，那肯定是發生了大量的日冕層活動，超級耀斑爆發了，如果亮度減低，可能的情況就是大面積黑子爆發！

當然這也是檢測系外行星的方法之一，不過兩者是有區別的，因爲黑子發生是隨機的，而行星則是規律性出現，注意區分即可，但這方法理論上可行，但黑子改變的亮度實在太小，假如小於我們檢測的下限，那麼很抱歉一樣是睜眼瞎！

不過這用來觀測天體卻沒有問題，理論上我們只要能檢測到一個光子，那麼表明此方向上可能存在一個天體，但事實上一個光子是不夠的，因爲可能是噪點，我們需要更多的光子來證明並非噪點，但這比看清的要求低多了，只需要連續不斷的光子轟擊在同一個像素上，我們就能看到一個光點，然後根據這個光子的光譜繼而分析出這個天體的性質與狀態。

總結：看到和看清是兩個概念，但它們本質是相同的 看到需要的是足夠的光子，但即使是單個視網膜細胞也能看到，但看清就需要多個視網膜細胞一起協作纔可以，當然現代望遠鏡看清天體的並非是肉眼，而是CCD，跟肉眼相比CCD最大的好處是可以連續曝光，而這將對看到的要求更低，因爲只要條件合適，可以連續盯着這位置看上數天數週甚至是數月！比如哈勃極深空就是這樣拍出來的，假如用我們肉眼，可能要將望遠鏡的口徑成百倍的增加才能看到！