กล้องโทรทรรศน์ส่องเห็นวัตถุที่ยานอพอลโลทิ้งไว้บนดวงจันทร์ ได้หรือไม่?

ช่วงที่ผ่านมาหลายคนคงได้เห็นข่าวว่า องค์การนาซ่าของสหรัฐอเมริกา มีแผนที่จะส่งยานไปดวงจันทร์อีกครั้งในโครงการอาร์เทมิส หลังจากที่เคยส่งมนุษย์ไปลงดวงจันทร์มาแล้วเมื่อประมาณ 50 ปีก่อน

พูดถึงเรื่องของการไปดวงจันทร์กับโครงการอพอลโลเมื่อ 50 ปีที่แล้ว ก็มีเรื่องหนึ่งที่ฝ่ายที่ไม่เชื่อเรื่องนี้มักจะเอามาอ้างเสมอว่า ถ้าอพอลโลไปถึงดวงจันทร์จริงแล้ว ทำไมเราถึงมองไม่เห็นสิ่งของต่าง ๆ ที่ยานอพอลโลทิ้งไว้บนดวงจันทร์เลย ทั้งที่มีกล้องโทรทรรศน์ใหญ่บนโลกตั้งหลายแห่ง ก็น่าจะมีคนเห็นมันบ้างมิใช่หรือ เพราะขนาดวัตถุที่ไกลเป็นล้านปีแสง กล้องเหล่านี้ก็ยังมองเห็นได้เลย

คำตอบก็คือ กล้องโทรทรรศน์ที่มีอยู่บนโลกของเรา ยังใหญ่ไม่เพียงพอที่มองเห็นวัตถุเหล่านั้นได้

สิ่งสำคัญในการมองให้เห็นวัตถุขนาดเล็กนั้นก็คือ ความสามารถในการแยกรายละเอียดของกล้องนั้น ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของกระจกรวมแสงของกล้อง ตามสูตร R = 11.6/D เมื่อ R คือขนาดปรากฎของวัตถุนั้นคิดเป็น arcsecond และ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของกล้องคิดเป็นเซนติเมตร เช่น กล้องฮับเบิลมีกระจกรวมแสงขนาด 2.4 เมตร (240 เซนติเมตร) ดังนั้นวัตถุขนาดเล็กที่สุดที่กล้องฮับเบิลจะเห็นได้ จะมีขนาดปรากฏคือ 11.6/240 = 0.5 arcsecond หรือเทียบเท่ากับขนาดของมนุษย์ที่อยู่ห่างออกไป 8000 กิโลเมตร

ฟังดูแล้วเหมือนว่าละเอียดมาก แต่ความจริงคือ ขนาดปรากฎของสิ่งของที่ยานอพอลโลทิ้งไว้เล็กกว่านี้มาก มีสูตรคิดคือ (d/D) x 206265 = α เมื่อ d คือขนาดจริงของวัตถุนัั้น D คือระยะห่างจากกล้องถึงวัตถุ ซึ่งในกรณีของดวงจันทร์นั้น หากวัตถุนั้นมีขนาด 4 เมตร เมื่อมองจากโลก เราจะเห็นมันมีขนาดเพียง 4/(400,000,000) x 206265 = 0.002 arcsecond ซึ่งว่าเล็กเกินกว่าที่กล้องฮับเบิลจะสามารถแยกออกได้ประมาณ 250 เท่า เพราะฉะนั้นจึงไม่มีทางที่กล้องฮับเบิลจะมองเห็นวัตถุที่ยานอพอลโลทิ้งไว้บนดวงจันทร์ได้เลย

มีการประมาณว่า หากต้องการส่องจากโลกให้เห็นวัตถุที่ยานอพอโลทิ้งไว้บนดวงจันทร์ กล้องดังกล่าวจะต้องมีกระจกรวมแสงอย่างน้อย 25 เมตร หรือประมาณตึก 7-8 ชั้น ซึ่งยังไม่มีกล้องตัวใดมีขนาดใหญ่กว่านั้น เพราะแม้แต่กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่สุดที่มีในปัจจุบัน ก็มีเส้นผ่านศูนย์กลางของกระจกรวมแสงเพียง 10 เมตรเท่านั้น