天文望远镜可以观测到非常遥远的星系，距离可达几十亿光年，甚至一百多亿光年。以哈勃太空望远镜为例，它可以看到宇宙诞生只有4亿年时的星系，这意味着该星系的光行距离高达134亿光年。
然而，即便是强大的哈勃，也无法看到离我们不远的系外行星的表面，尽管最近的系外行星（比邻星b）的距离只有4.2光年。就算是太阳系中的冥王星，哈勃也无法看清它的表面。直到NASA的新地平线号探测器在2015年飞掠冥王星之时，人类才得以首次目睹冥王星的真容。
那么，是什么限制了天文望远镜的观测能力呢？
天文望远镜之所以可以观测到遥远的星系，但却无法观测到邻近系外行星的表面，原因就在于星系的尺寸远远大于行星。星系的尺寸极其巨大，至少有几千光年（几亿亿公里），甚至几十万光年（几百亿亿公里）。所以即便在很远的地方观测星系，它们看起来仍然不会显得很小，望远镜可以看到它们。
而行星的直径一般只有几千公里到十几万公里，尽管系外行星距离很近，但它们看起来非常小，望远镜无法看到它们。这就好比我们可以看到远处的高大建筑，但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其极限分辨角（还有一个影响因素是观测波长），具体可以通过如下公式来计算口径：
口径=1.22×波长×距离/观测物体长度
为了观测到4.2光年外的比邻星b表面上一个直径100公里的物体，天文望远镜的口径就要大到242公里。而如果要看清那上面有没有生物，所需的望远镜口径则要远大于242公里。对于光学望远镜，无法做到上百公里的直径，即将建成的最大光学望远镜的直径也只有39米。
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