繞射極限

你也許以為一台完美的望遠鏡能把恆星顯示為一個完美的點。它做不到——原因在於光本身的一項基本性質。由於光是一種波，每當它穿過一個開口就會略微展開，這種效應稱為繞射。這種展開為銳度設下了一道硬性上限，再多的拋光或金錢也無法突破：這就是繞射極限。

當恆星這樣的點光源穿過一個圓形開口，繞射會把它抹成一個被暗環圍繞的微小亮盤——艾里斑。兩顆靠得比這個盤還近的恆星就會糊在一起。經典法則即瑞利判據指出，可分辨的最小角度（弧度）約等於 1.22 乘以波長除以口徑。兩根槓桿很清楚：口徑越大，亮盤越小，圖像越銳；波長越長，展開越大，所以同一面對可見光銳利無比的鏡面，對射電波卻是模糊的。

繞射極限是望遠鏡所能達到的極致，但在地面上大氣往往使它無法企及。工作在繞射極限的望遠鏡稱為繞射受限；被大氣模糊的則稱為視寧度受限。太空望遠鏡和自適應光學的全部意義，就是把真實儀器逼近這條理論下限。這也是為什麼射電天文學家必須建造數百米口徑的天線——或把它們聯接起來——才能匹敵光學望遠鏡單憑一米所獲得的銳度。