美国国家航空航天局NASA建立深度感知

当您看着距离您很远的物体时，您能分辨出它到底有多远？我们做到这一点的能力被称为深度感知。尽管我们的某些深度感知是由于诸如相对运动，表观尺寸，纹理渐变以及您可以用一只眼睛观察到的其他事物之类的东西引起的，但最普遍的视觉提示来自我们的双目视觉：两只眼睛位于不同的位置彼此之间。

我们双眼之间的分离是三维成像或深度感知的关键。在天文学中，这是极端的，因为两个望远镜之间的距离可以非常好地分开：地球直径同时出现，或者如果它们在太空中则更大。与地球通信的最遥远的操作望远镜是超越冥王星的NASA新视野号。4月22日至23日，“新视野”将与地球合作，进行有史以来最长的基线视差测量，您将为您提供帮助。这是方法及其背后的科学。

当您睁开一只眼睛时，您会看到与照片类似的外部世界：三维世界被压缩成二维快照。实际上，不同的对象之间的距离是不同的，但是基于单个快照，您无法分辨出对象是较大/明亮还是相距较远，还是它们较小/较弱且相距较近。

但是，如果您的另一只眼睛在不同的位置，则很容易将您的大脑想象成两套信息。亲自“查看”此图像的最佳方法是，在相对较远的背景前，将您的拇指一直伸到您的面前。当您在左眼和右眼之间切换时，一次只睁一只眼，您会看到拇指相对于背景移动的明显位置。

拇指看起来移动的原因很简单：用左眼看到的视线将拇指放置在与右眼视线不同的相对位置。从数学上讲，您的眼睛与正在查看的任何对象都形成一个狭窄的三角形，并且该对象越近，该对象处的狭窄角度越大。物体离得越远，角度太小以至于您无法观察到它。

如果物体无限远，则角度会降至零，这就是为什么仅凭眼睛就无法分辨月球或行星是否是恒星的原因。但是，如果物体离得足够近，您可以分辨出左眼和右眼之间存在角度差异，那么您将看到在天文学中称为视差的东西。

遥远的物体看上去形成的视差角在几何上完全取决于两个距离：

两只“眼睛”之间的距离

以及到那个物体的距离。

虽然对于我们大多数人来说，两眼之间的距离可能只有几英寸（大约6或7厘米），但我们并不仅限于将自己的眼睛用于天文学。我们可以在全球范围内安装望远镜，最大直径为地球直径的基准距离：约12,700公里。尽管这看起来似乎是一个巨大的距离，但您必须将其与距星星的距离（以光年或数十万亿公里为单位）进行比较。

许多世纪以来，没有观察到这样的视差，最主要的解释是恒星必须非常非常远。如果即使最接近的恒星也是如此遥远，以至于它们甚至在整个地球直径范围内都不会相对于更遥远的恒星改变位置，那么我们只有两种选择：

1.? 制造高分辨率的望远镜，能够测量小到更精确角度的位置，

2. 和/或尝试设计一种方法来测量比地球直径更长的基线距离。

随着太阳系日心模型的兴起，第二部分在16和17世纪得到了巨大的推动。如果地球绕着太阳公转，那么从冬至夏至夏天，基线比从日出到日落的12,700公里（绕地球轴旋转180°）要大得多，大约3亿公里冬至（地球绕太阳公转180度）。

从1800年代中期开始，天文学已经得到了充分改善，以至于最近的恒星可以开始显示其视差。1838年，弗里德里希·贝塞尔（Friedrich Bessel）宣布了61 Cygni星的视差：这是第一个已知（并迅速确认）有视差的恒星。几乎在此之后，弗里德里希·斯特鲁夫（Friedrich Struve）公布了Vega的视差（以及距Vega的视差），托马斯·亨德森（Thomas Henderson）紧随其后，到达了距地球最近的恒星系中最亮的成员半人马座Alpha。

即使两只“眼睛”是天文望远镜而不是肉眼，它们之间的距离也越大，您可以更好地测量深度，距离并真正了解宇宙：在三个维度上，而不是作为二维快照。即使在今天，视差测量也是我们发现距最近恒星距离的最佳方法，而ESA的Gaia任务是迄今为止该方法最精确的观测站。

但是，即使盖亚（Gaia）也仅处于地球围绕太阳的同一轨道上，这意味着其视差测量的最大基线仅为2 AU，其中“ AU”表示天文单位，即地球与太阳的平均距离。

至少在基线方面，如果我们有一个离地球很远的天文台，并且可以从与我们完全不同的角度测量恒星，那将是更好的选择。通过将基线延伸到更大的距离，甚至跨越太阳系，甚至超过太阳系，我们都可以进行有史以来最大的视差测量。通过同时（或在相对论控制的宇宙中）同时对地球进行观测，我们可以最大程度地减少标准视差测量所遭受的混淆效应：遥远的恒星本身随时间移动，甚至经过短短几个月。

文章来源：《航空学报》 网址: http://www.hkxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0321/804.html