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天文望遠(yuǎn)鏡可以觀測到非常遙遠(yuǎn)的星系，距離可達(dá)幾十億光年，甚至一百多億光年。以哈勃太空望遠(yuǎn)鏡為例，它可以看到宇宙誕生只有4億年時(shí)的星系，這意味著該星系的光行距離高達(dá)134億光年。

然而，即便是強(qiáng)大的哈勃，也無法看到離我們不遠(yuǎn)的系外行星的表面，盡管最近的系外行星（比鄰星b）的距離只有4.2光年。就算是太陽系中的冥王星，哈勃也無法看清它的表面。直到NASA的新地平線號(hào)探測器在2015年飛掠冥王星之時(shí)，人類才得以首次目睹冥王星的真容。

那么，是什么限制了天文望遠(yuǎn)鏡的觀測能力呢？

天文望遠(yuǎn)鏡之所以可以觀測到遙遠(yuǎn)的星系，但卻無法觀測到鄰近系外行星的表面，原因就在于星系的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于行星。星系的尺寸極其巨大，至少有幾千光年（幾億億公里），甚至幾十萬光年（幾百億億公里）。所以即便在很遠(yuǎn)的地方觀測星系，它們看起來仍然不會(huì)顯得很小，望遠(yuǎn)鏡可以看到它們。

而行星的直徑一般只有幾千公里到十幾萬公里，盡管系外行星距離很近，但它們看起來非常小，望遠(yuǎn)鏡無法看到它們。這就好比我們可以看到遠(yuǎn)處的高大建筑，但卻看不到近處的微小細(xì)菌。

天文望遠(yuǎn)鏡的口徑在很大程度上決定了其極限分辨角（還有一個(gè)影響因素是觀測波長），具體可以通過如下公式來計(jì)算口徑：

口徑=1.22×波長×距離/觀測物體長度

為了觀測到4.2光年外的比鄰星b表面上一個(gè)直徑100公里的物體，天文望遠(yuǎn)鏡的口徑就要大到242公里。而如果要看清那上面有沒有生物，所需的望遠(yuǎn)鏡口徑則要遠(yuǎn)大于242公里。對于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，無法做到上百公里的直徑，即將建成的最大光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的直徑也只有39米。