理論的には、存在する可能性のある最大の光学望遠鏡は何ですか？

最近、E-ELTに関する別のニュースを読みました。直径39.3メートルのセグメント化された主ミラーがあります。そして、私は次の質問に興味を持っていました：理論的には、主鏡のどのサイズ（単一/複数/セグメント化）が地球上に望遠鏡を持ち、光学波長で観測できるのですか？なぜ？物理的な制限とは何ですか？

そして、（地球上ではなく）宇宙についての同じ質問は？

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@TildalWaveのアドバイスに基づき、この質問に答えられるように、いくつかの調整を行いましょう：

1. 主鏡はE-ELTのようにセグメント化（またはバリエーション）する必要があります。
2. 大きな（数平方キロメートル）、海抜の高い平らな面があるとします。
3. 光波長で観測するための望遠鏡を作る必要があります。

私は知っている、直径100メートルのセグメント化された主鏡を持つOWLの概念がある。

しかし、直径500メートルまたは1000はどうでしょうか。理論的には可能ですか？

それは複雑です。

20世紀後半まで、私たちはますます大きなモノリシック望遠鏡を作ることを試みてきました。これは、1940年代にカリフォルニアのパロマー山に設置された5メートルの放物面鏡まで、かなりうまくいきました。1970年代のロシアのコーカサスにある6メートルのミラーには、ほとんど機能しませんでした。それは機能しましたが、2000年代のアリゾナ州のLBTのツイン8.4メートルミラーにとって、それは大きな成果でした。

最終的には、低膨張ガラスのスラブをどんどん注いでいく方法ではないことがわかりました。モノリシックミラーの場合、直径が10メートルを少し下回るところが可能な限り大きいと一般に認められています。

行く方法は、より小さいミラーセグメント（それぞれ直径1メートルから数メートル）を作成することを選択し、それらをタイル張りのミラーに結合することです。このようなセグメントで非対称の放物線（または双曲線、楕円、または球形）の反射曲面を彫るのは少し難しいですが、小さな固体オブジェクトを扱う必要がある場合は、熱と冷却の問題を管理する方がはるかに簡単です。

各セグメントは、その位置を非常に正確に制御するピエゾアクチュエータを備えたアクティブなミラーセルに取り付けられています。すべてのセグメントは、100ミクロンよりも高い精度（実際よりもはるかに優れている）で単一の滑らかな表面に結合する必要があります。これで、コンピュータを介して動的に制御される大量の大量のオブジェクトがあり、それぞれが独自の振動モードを持ち、それぞれが独自の機械的ノイズ源を持ち、それぞれが独自の熱膨張運動を持ち、すべてが上下に「踊る」ピエゾ素子で数ミクロン。

そのような非常に大規模なシステムを編成することは可能ですか？はい。100メートルOWLは技術的に実現可能であると考えられていました。ミラーの位置合わせを維持する観点からは、さらに大きな構造が可能です。コンピュータ制御のアクチュエータは、ほとんどの振動を克服し、非常に大きな距離にシフトします。

あなたが言ったように、本当の限界は経済的です。そのようなシステムの複雑さは、直径の2乗で増加し、複雑さとともにコストがかかります。

上記の説明全体は、「開口絞り」望遠鏡に関するものでした。特定の直径の丸い形状が与えられると、それはミラーセグメントで満たされます。特定の開口部に対して、この設計は最大量の光を取り込みます。

ただし、開口部を埋める必要はありません。ほとんど空にすることができます。周辺に反射セグメントがいくつかあり、中心はほとんど空になります。あなたは同じ解像力を持っているでしょう（同じ小さな細部を見るでしょう）、それはあなたがより少ない総光を捉えているので、画像の明るさが減少するということです。

これが干渉計の原理です。ハワイのツイン10メートルセグメントケックミラーは、85メートルのベースラインを持つ干渉計として機能します。これは、解像力の点では単一の85メートルのアパーチャに事実上相当しますが、画像の明るさ（キャプチャされる光の量）の点では明らかに異なります。

米海軍はY字型に3本の腕にミラーが配置されたアリゾナに干渉計を備えています。各腕は長さ250メートルです。これにより、機器に数百メートルのベースライン（等価開口）が与えられます。

シドニーのUには、オーストラリアの砂漠に640メートルのベースライン干渉計があります。

干渉計は、十分な光を取り込むことができないため、非常に微弱な物体の研究には使用できません。しかし、それらは明るい物体から非常に高解像度のデータを生成することができます-例えば、それらはベテルギウスのような星の直径を測定するために使用されます。

干渉計のベースラインは非常に大きくすることができます。地上波計器の場合、幅1 kmのベースラインは現在非常に実行可能です。より大きなものは将来的に実行可能になります。

宇宙空間、地球の軌道、またはそれ以上の軌道に干渉計を構築することについての話があります。それは少なくとも数千キロのベースラインを提供するでしょう。現在、それは不可能ですが、将来的には実現可能と思われます。