衍射极限

你也许以为一台完美的望远镜能把恒星显示为一个完美的点。它做不到——原因在于光本身的一项基本性质。由于光是一种波，每当它穿过一个开口就会略微展开，这种效应称为衍射。这种展开为锐度设下了一道硬性上限，再多的抛光或金钱也无法突破：这就是衍射极限。

当恒星这样的点光源穿过一个圆形开口，衍射会把它抹成一个被暗环围绕的微小亮盘——艾里斑。两颗靠得比这个盘还近的恒星就会糊在一起。经典法则即瑞利判据指出，可分辨的最小角度（弧度）约等于 1.22 乘以波长除以口径。两根杠杆很清楚：口径越大，亮盘越小，图像越锐；波长越长，展开越大，所以同一面对可见光锐利无比的镜面，对射电波却是模糊的。

衍射极限是望远镜所能达到的极致，但在地面上大气往往使它无法企及。工作在衍射极限的望远镜称为衍射受限；被大气模糊的则称为视宁度受限。空间望远镜和自适应光学的全部意义，就是把真实仪器逼近这条理论下限。这也是为什么射电天文学家必须建造数百米口径的天线——或把它们联接起来——才能匹敌光学望远镜单凭一米所获得的锐度。