望远镜的眼睛有多大？这个参数很关键

天文学家一直追求建造口径更大、观测能力更强的望远镜来探索宇宙的奥秘。美国太空网最近发表了一篇文章，称正在建造中的欧洲望远镜是观察宇宙的最大眼睛，直径39.3米。但事实上，有效口径对天文学家来说比口径更有意义。那么，有效口径和口径有什么区别？什么因素会影响有效口径？

"对于大多数天文望远镜来说，口径与有效口径相差不大."中国科学院国家天文台兴隆天文台副研究员周帆告诉《科学日报》，但是对于一些设计结构独特的望远镜来说，口径和有效口径是完全不同的。

孔径通常是指天文望远镜的物理最大直径，而有效孔径是指实际有效接收光子的望远镜镜面的等效孔径。虽然大多数望远镜都被诸如二次反射镜和反射镜前面的桁架之类的物体遮挡，但由于面积相对较小，它们基本上可以忽略不计周帆说。然而，对于一些具有特殊光学设计的望远镜，有效孔径和孔径会有很大的不同。例如，LSST，一个大型综合天空观测望远镜，正在建设中。虽然主镜的镜面为8.4米，但由于特殊的光学设计，主镜的中心部分实际上是5米的第三面镜，因此实际有效孔径仅为6.68米。

普通的射电望远镜与光学望远镜基本相同。但是一些带有特殊结构的射电望远镜不是。例如，FAST是目前世界上最大的单天线射电望远镜。它像一只巨大的眼睛，嵌在贵州省黔南布依族苗族自治州的大武堂洼地里。这也是FAST和大多数望远镜的区别——FAST的整个“底座”不能旋转。

普通的天文望远镜会有一种叫做“经纬仪”的装置。它就像通常的化妆镜底座，允许望远镜旋转360度。当观察从东向西移动的恒星时，“基地”可以拿着镜子随着恒星移动，从而跟踪曝光。

如果没有“基础”呢？这让我们想到了FAST的4443反射板。" FAST对天体的实时跟踪是通过由这些子镜组成的抛物面来实现的。"中国科学院国家天文台的研究员姜鹏说，FAST可以被看作是一个带有抛物面镜的大碗，其直径小于碗的开口。抛物面镜的有效直径就是抛物面镜的直径。

"镜子拼接和控制精度也是影响望远镜有效孔径的一个因素."姜鹏说，为了实现组合抛物面共焦相位，为了看得更清楚，为了看得更远、更模糊的天体，需要非常精确的技术掌握。

目前，人类可以制造的单面光学望远镜的最大直径约为8.4米，直径大于此值的望远镜需要用多面镜子拼接。然而，在未来欧洲最大望远镜的制造和调试过程中，提高其镜面拼接精度将是充分发挥其观测能力的重要一步。