天文學的歷史就是「地平線」後退的歷史。望遠鏡的發明使我們超越了裸眼的能力，讓我們看到銀河系中數十億顆恆星。多波長天文學在望遠鏡上的應用把我們帶出了我們自己的星系，帶到了宇宙的更深處，那裡充滿了我們所能看到的所有空間。然而，儘管我們對遙遠的宇宙了解甚多，在我們自己的太陽系中仍有可能存在未被發現的世界。
當我們凝視宇宙的時候，我們還有很長的路要走，即使是在我們自己的太陽系。
因為大小和軌道參數，「塞德娜」可能是所有物體中最特殊的一個，它在海王星之外，但仍然在柯伊伯帶，是我們太陽系行星形成時期最早、最原始的遺蹟。你需要理解一個關鍵字，它能讓你正確看待整個問題：規模。從天文學的角度來看，每一個物體都有其固有的亮度，這是由它發出的光的數量決定的。對於像我們的太陽這樣的物體來說，這是由於它自身的亮度，因為太陽產生自己的能量並向各個方向發射。對於像我們的月球這樣的物體，這是由於它的反射亮度，因為它只反射來自其他物體的光。月球沒有自己的亮度。
如果在新月期間觀察月球，我們實際上可以分辨出來自月球表面的信號。這不是月球大氣層的把戲(因為它幾乎沒有大氣層)，而是由於地球的反射:陽光從地球反射到月球上。
這表明反射亮度和自亮度之間的差異是多麼極端。
但還有另一件事，就是太陽和月亮，月亮和夜空中其他一切事物的亮度差異。根據月亮自身可憐的亮度，它沒有權利比天空中的每一顆恆星、行星或星系都要亮。本質上，月球是地球上任何地方肉眼可見的最暗的物體。然而它看起來比一切都要明亮，除了太陽!
其原因是月球離地球如此之近，其固有亮度與觀測到的表觀亮度並不相同。
物體離得越遠，它顯得越不明亮。但這不僅僅是我們應用的一般規則，還有一個定量關係可以讓我們根據距離來判斷物體的亮度或亮度。簡單地說，亮度下降是距離平方的倒數，也就是b ~ 1/r^2。
如果把一個物體放在兩倍遠的地方，它的亮度就會是原來的四分之一。把它放在十倍遠的地方，它的亮度只有一百倍。把它放在離你一千倍遠的地方，它的亮度就只有開始時的百萬分之一。
對於任何發出自身光的物體，這兩個因素決定了物體的表觀亮度:內在亮度和它與觀察者的距離。
反射望遠鏡在很久以前就已經超越了折射望遠鏡，因為你可以構建的鏡子的尺寸大大超過了你可以構建一個類似質量的折射望遠鏡的尺寸。即使我們把地球上所有的望遠鏡都拿來專門用來發現太陽系中的其他星球，我們也無法捕捉到它們。這兩個因素，可以說是，當我們決定建造什麼類型的望遠鏡時要考慮的兩個最大的因素。你需要收集更多的光，這意味著要麼建造一個更大的望遠鏡，要麼觀察天空的同一部分更長時間。
如果不考慮錢和工程，每次都會選擇更大的望遠鏡。把望遠鏡放大兩倍，不僅能收集到四倍的光，而且還能提高一倍的解析度。要通過更長時間的觀察來收集4倍的光，需要花費4倍的時間，並且在解析度上沒有這樣的優勢。
我們擁有的最大的望遠鏡能夠以儘可能高的解析度觀察物體，並在儘可能短的時間內解決它們的細節問題。
這張圖展示了歐洲南方天文臺的特大望遠鏡光學系統。在到達科學儀器之前，光線首先從望遠鏡巨大的39米凹面分段主鏡(M1)反射，然後反射到另外兩個4米級鏡子上，一個凸面鏡(M2)和一個凹面鏡(M3)。最後的兩個鏡子(M4和M5)形成一個內置的自適應光學系統，允許在最後的焦平面形成非常清晰的圖像。這臺望遠鏡的集光能力將超過歷史上任何一臺望遠鏡。還有視野的考慮。目的是什麼?能看見最模糊的物體嗎?或者是觀察宇宙中可能存在的最大數量的天體?
這是一種取捨。望遠鏡可以收集一定量的光，它可以通過觀察一個小區域來達到很高的精度，也可以通過觀察一個大區域來達到較低的精度。就像顯微鏡可以通過將視野的直徑減半而使放大率加倍一樣，望遠鏡也可以通過縮小視野而更深入地觀察宇宙的某個區域。
不同的望遠鏡有不同的優化用途。如果我們想要儘可能地深入，我們只能看到天空的一小塊區域。
這是哈勃的深度。一個很小的空間區域，用不同的波長進行了23天的成像。揭示的信息量是驚人的:我們在這一小片天空中發現了5500個星系。這幅圖中最模糊的物體實際上是你肉眼所能看到的最模糊物體的100億倍。
由於它的大直徑鏡面、不同波長以及它的高倍放大和小視野，哈勃可以揭示迄今為止發現的最暗的星系。但是這是有代價的：用了23天的數據來創建，只覆蓋了天空的1/32,000萬分之一。
這張由Pan-STARRS1天文臺拍攝的從夏威夷島可以看到的整個天空的壓縮圖是50萬次曝光的結果，每次曝光時長約為45秒。另一方面，可以這樣看。這是由Pan-STARRS望遠鏡創建的，它每天晚上從地球上的多次觀察整個可見的天空。它的大小與哈勃太空望遠鏡相當，但它是為寬視場成像而優化的，將覆蓋範圍放大倍數之上。
因此，它幾乎可以顯示位於天空任何地方的物體。Pan-STARRS是全景巡天望遠鏡和快速反應系統的縮寫，它可以捕捉75%的天空，非常適合探測光點之間的變化。它可以發現彗星、小行星、柯伊伯帶的天體等等，這些都是獨一無二的。但是它只能找到比哈勃望遠鏡所能探測到的最暗的物體亮幾千倍的物體。
儘管我們很想，但我們不能簡單地測量整個太陽系的大小來發現所有的東西。由於技術的限制，超深、超暗、全天空的探測可能永遠不會成為可能;我們可以選擇模糊與寬闊，也可以選擇明亮與狹窄，但不能同時兼而有之。
還有一個限制因素:這些物體只反射陽光。如果你觀察太陽系外兩個相同的天體，但其中一個的距離是另一個的兩倍，它的亮度實際上只有另一個的十六分之一。這是因為當陽光照射到更遠的物體上時，它的亮度只有原來的四分之一，但是反射的光不得不以兩倍的距離回到我們的眼睛，使得整體的視亮度以b ~ 1/r^4的形式下降。即使我們在奧爾特雲中有一個木星大小的世界，我們也不會發現它。
柯伊伯帶的存在遠遠超越了太陽和太陽系的行星。然而，除此之外，還有許多其他的天體，它們的軌道特性常常是奇異而令人困惑的。我們希望不久就能找到正確的解釋，來解釋它們為什麼會這樣。我們有很多望遠鏡可以看到非常微弱的物體，但是我們需要知道它們的位置。我們有很多望遠鏡可以觀測廣闊的天空，但它們只能看到更明亮的物體。對於我們太陽系中的物體來說，因為它們反射陽光而不是發射自己的光，如果它們在一定距離之外，任何現代望遠鏡都無法看到它們。
和所有事情一樣，我們可以做的掃描是強大的，它揭示了我們太陽系中成千上萬的天體，從行星到衛星，從小行星到柯伊伯帶天體等等。但是隨著望遠鏡技術和天空覆蓋範圍的提高，我們只能看到更小、更模糊和更遠的物體。我們挑戰極限，但我們永遠不會超越它們。但無論我們走得多遠，我們所能觀察到的總是有限度的。