天文望远镜可以观测到非常遥远的星系，距离有几十亿光年，甚至超过百亿光年。以哈勃太空望远镜为例。它能看到宇宙只有4亿年时的星系，也就是说这个星系的光传播距离高达134亿光年。
然而，即使是强大的哈勃望远镜也无法看到离我们不远的系外行星表面，尽管最近的系外行星（比邻星b）距离我们只有4.2光年。即使是太阳系中的冥王星，哈勃也看不清它的表面。直到2015年美国宇航局的新视野号探测器飞掠冥王星，人类才得以第一次目睹冥王星的真面目。
那么，是什么限制了天文望远镜的观测能力呢？
望远镜可以看到遥远的星系但看不到附近系外行星表面的原因是星系比行星大得多。星系的体积极其庞大，至少有数千光年（数千亿千米），甚至有数十万光年（数百亿千米）。所以即使你从很远的地方观察星系，它们看起来仍然不小，而且望远镜可以看到它们。
行星的直径一般只有几千公里到几十万公里。系外行星虽然距离很近，但它们看起来很小，用望远镜是看不到的。就好像我们可以看到远处的高楼大厦，却看不到近处的微小细菌。
天文望远镜的口径在很大程度上决定了它的极限分辨角（另一个影响因素是观测波长），口径可以通过以下公式计算：
孔径=1.22×波长×距离/被观察物体长度
为了在4.2光年外的比邻星b表面观测到直径100公里的天体，天文望远镜的口径必须达到242公里。而如果想看看上面有没有生物，就需要口径远大于242公里的望远镜。对于光学望远镜来说，要做到数百公里的口径是不可能的，要建造的最大的光学望远镜口径也只有39米。
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