詹姆斯·韋伯太空望遠鏡發(fā)射，打破我們對宇宙的看法

在一個陰云密布的冬日，在亞馬遜叢林中，一枚航天飛機發(fā)射升空——并永遠改變了我們對宇宙的看法。

根據(jù)NASA的直播，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）以每小時25,000英里（每小時40,000公里）的速度搭乘阿麗亞娜5號火箭離開地球，“從熱帶雨林到時間的邊緣”。

大約一個月后，它到達了在太空中的軌道停靠點，這是一個距離930,000英里（150萬公里）遠的重力穩(wěn)定的拉格朗日點，處于地球和太陽引力之間的完美平衡。望遠鏡將在2022年7月發(fā)送回它的第一批壯觀的圖片。自那時以來，它發(fā)送回來的大量數(shù)據(jù)改變了我們對宇宙的理解。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡之所以如此重要，部分原因在于它能夠回望到“宇宙黎明”，這是在大爆炸后幾億年時的一個時期，當時第一顆恒星開始閃爍。

“詹姆斯·韋伯太空望遠鏡已經(jīng)證明自己能夠看到98%的大爆炸之前，”彼得·雅各布森，丹麥哥本哈根大學(xué)的天體物理學(xué)副教授，之前在一封電子郵件中告訴《生活科學(xué)》。

然而，韋伯望遠鏡最初是在1990年代末的洛克希德·馬丁公司構(gòu)思的，幾乎沒有發(fā)射。這個現(xiàn)在標志性的、耗資100億美元的項目預(yù)算嚴重超出了預(yù)期，經(jīng)歷了多年的延誤，還因為“愚蠢的錯誤”而陷入困境。

這部分是因為，當它發(fā)射時，它是迄今為止最復(fù)雜的望遠鏡。

設(shè)計、建造和發(fā)射這顆天空之眼花費了超過 20,000 名工程師和數(shù)百名科學(xué)家 的努力。那面21.3英尺（6.5米）的鏡子必須折疊成蜂窩狀，以便通過火箭發(fā)射，然后在太空中展開。然而，盡管可以折疊，它也必須光滑得如此程度，以至于如果它的大小與一個大陸相當，“它的高度起伏不會超過腳踝的高度，” 根據(jù)《量子雜志》。

為了觀察宇宙歷史的最早時期，韋布望遠鏡需要紅外視力。這是因為古老的光在穿越時空時被拉伸或紅移到紅外波長。在地球上，人類和其他所有生物以紅外輻射的形式釋放熱量，這會淹沒來自最遙遠、最古老星光的微弱紅外信號。因此，JWST需要被發(fā)射到外太空的寒冷黑暗中，以使用其紅外儀器。

一旦JWST開始對宇宙進行成像，它便迅速開始了打破我們現(xiàn)有的宇宙模型。它迅速確認了哈勃張力——即宇宙膨脹速率的差異，取決于天文學(xué)家測量的位置和內(nèi)容。它發(fā)現(xiàn)了潛在的維持生命的氣氛籠罩著遙遠的系外行星的跡象。它還發(fā)現(xiàn)了令人震驚的明亮星系和在時間的黎明時刻“似乎不可能”的黑洞。所有這些線索都指向?qū)τ钪娴男吕斫狻?/p>

JWST提出的一些問題，例如其他行星是否存在生命，在其計劃的10年壽命內(nèi)可能無法回答。但未來的望遠鏡——例如目前正在運行的維拉·C·魯賓天文臺，旨在創(chuàng)建一個實時的“宇宙電影”；最近完成的南希·格雷斯·羅曼望遠鏡，計劃于2027年發(fā)射，解決關(guān)于暗物質(zhì)和能量的問題；計劃于2029年啟用的極大望遠鏡；或最近宣布的宜居世界天文臺，可能在2030年代上線——可能會開始回答韋布提出的問題。

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