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宇宙的奇迹发布时间: 11-0618:20产品经理,科学领域爱好者
30多年前，哈勃太空望远镜和五名宇航员一起乘坐发现号航天飞机发射升空。
彼时，全世界的工程师和天文学家，可能怎么也没想到哈勃望远镜会成为人类历史上，直到现在，最为强大的宇宙观测工具之一。并且，成为地球众多知名望远镜中，最为大众所知的一台望远镜。
也没人敢想象，短短三十多年的运行，哈勃望远镜会在科学界激发出大约 18000 篇科学论文。
NASA后来自豪地还专门拍过一部叫“哈勃望远镜”的IMAX电影。
相比过往的地面望远镜，哈勃进入太空后给我们展现了完全不同的太空景象。
它的观测显示，宇宙中充满了各种超大质量黑洞，和一种现在被称为暗能量的神秘能量。
黑洞曾一度只是科幻小说和推测的产物，但哈勃的观测将它们验证为现实。
哈勃还帮助确定了宇宙的年龄。之前科学界只能大概猜测宇宙年龄在10到 200亿年之间。
而哈勃望远镜观测宇宙过去的光线，精确地揭示了宇宙从诞生到现在，年龄约为138 亿年。
然而，哈勃不可能永远在天上运行。
有新闻报道，哈勃的官方资金已于 2021 年 6 月结束。如果没有增加，估计在 2030 年，哈勃的运行轨道将衰减，最终会穿越地球大气层，坠入地球某一处无法预知的海面之下。就此默默结束它光辉无比的一生。
基于目前NASA的资金和轨道情况，专家认为哈勃最多还能使用五年。
不过，据说NASA现在拿到了新资金，可能让哈勃望远镜得以修修补补，轨道再次提升，让它的传奇一生在未来得以继续。
随着哈勃似乎接近其使命的尾声，世界各国也在迎来新的各种天文望远镜。
特别是下面这台有史以来最大、最复杂的望远镜，它的功率将是哈勃望远镜的 100 倍，命中注定将进一步改变我们对宇宙的理解。
而它最初只是一款早早定于 2007 年就要发射的太空望远镜，当时预计耗资仅 5 亿美元。
但经过 30 年的日益改进（放鸽子）和近100亿美元的持续投入，知名“鸽王”詹姆斯韦伯太空望远镜，已经远远超出了其最初的设计。
现在它不仅是有史以来发射到太空最复杂的仪器，而且，也是人类史上最伟大的科技工程壮举之一。前前后后数千工程师和机构参与其中，有的甚至都没能看到它上天。
然而，韦伯望远镜并不是要取代哈勃望远镜。
两台望远镜实际上可以通过观测宇宙电磁波频谱的不同部分来实现互补。
我们都知道，人眼能看到的是有限的可见光波段，哈勃擅长在紫外线波段进行观测，因此可以看到宇宙更多的信息。
而韦伯太空望远镜则主要用于观测红外线波段，这两种都是人眼看不见的光线。
因此，韦伯就和哈勃实现了完美互补。
而有了下面这两个主要组件，韦伯太空望远镜将能非常出色地观测到红外线波段光谱：
他们分别是网球场大小的遮阳罩，和令人惊叹的 6.6 米金铍镜（可能是有史以来最贵最亮的镜子）。
铍是一种既耐用又轻的材料，当它被一层薄薄的金覆盖时，可以更好地反射和检测红外光。
遮阳罩，顾名思义，是为了防止韦伯接收到太阳的红外光线受到干扰。
所以，为了能够探测到非常遥远的宇宙星体的微弱热信号，望远镜必须保持极低温环境运作。阻挡住太阳辐射，意味着韦伯可以在约零下240摄氏度的环境中运行。
虽然遮阳罩对韦伯的数据收集至关重要，不过，它也是最令科学家异常担心的地方之一。
数千个零件，包括 8 个电机，和139 个执行器，必须完美运作，才能在发射到太空后自行展开遮阳罩上的五个覆膜。不像哈勃望远镜，这期间整个过程宇航员都不会过去，完全没有人工帮助。
韦伯望远镜的最终停留点将是画面中的 L2 轨道位置，这是距离地球约 150 万公里的第二个拉格朗日点，离地球之远大约是 地月距离的四倍之多（这就是宇航员无法帮忙的原因）。
在这个位置，太空望远镜的观测视野不会受到太阳和地球的干扰阻碍，因此可以提供清晰的宇宙图像供研究。
然而，在这个位置是有代价的。
宇航员无法一同过去施工和维修，这意味着韦伯望远镜只有一次机会，不成功便成仁（没展开，100亿美元就打水漂了）。
哈勃就不同了，因为绕地球运作，只比国际空间站位置高点，有问题了依然可以在五个不同的地球轨道位置让宇航员上去维修。
事实上，如果没有之前的多次维修，我们就看不到那么多震撼的哈勃照片。
哈勃望远镜最初发射时有个镜子就有问题，一度导致它发回的照片很模糊。后来直到 1993 年才被修复，而这都在它发射3年后了。
那么韦伯望远镜如此被瞩目的原因，自然是它最终会给我们带来什么呢？
那就是万众期待的宇宙大爆炸后 产生的第一束光！！！！
科学家推，大爆炸后24万年到30万年之间，伴随着出现核聚变，在这期间宇宙才第一次出现光。而这道光目前穿越了整个宇宙，至今还存在于宇宙中。
哈勃的观测能力虽然可以看到宇宙遥远的过去，但仍然不够远。
现在借助韦伯的红外探测能力，我们将能够看到宇宙诞生后，那些最早形成的恒星和星系（为什么必须是红外，看到后面你就知道了）。
目睹观测到这些原始的宇宙星体，不仅有助于我们更好地了解星系的发展和起源，
还有助于我们更好地观察所有星系不可避免的最终结局是什么样子。
太空望远镜，本质上就是一台能拍摄星系星体诞生，和结束的时间机器。
哈勃拍摄的超深空图像，就曾为我们提供了人类有史以来拍摄的各种超清晰的太空照片。
在上面这张图片中，圆圈标记的古老又遥远的星系，就是因宇宙膨胀，发出的光波已发生红移（红移在物理学和天文学领域，指物体发出的电磁辐射波由于某种原因频率降低的现象。在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离。即波长变长、频率降低。有的会变成人眼看不见的红外线），因此多呈现红色。
作为暗能量的副产品，它们的光线波长被拉伸成了更长的波长。暗能量被认为是宇宙膨胀的罪魁祸首，而宇宙膨胀会让宇宙最早产生的光，在138亿年间波长被不断拉长，也就是说发生了红移。
所以想看到最古老的星系，就需要望远镜能够捕获比红光波长更长的光。也就是说 ，需要具备红外波段捕获能力。
而詹姆斯·韦伯太空望远镜就专为这项工作而设计。
当然，韦伯的作用不止于此。
与此同时，科学家们也希望它能帮助我们收集系外行星和外星生命存在的证据。
未来不久，在幽冷寂静的太空里，韦伯的电磁波咔嗒声和呼呼声，将源源不断地传回有关我们太阳系、外星系、以及在宇宙尘埃云深处形成的婴儿恒星和行星系统的数据。
韦伯甚至会聚焦观测人马座 阿尔法星，那里是我们银河系中心超大质量黑洞所在之地。
并且，从宇宙大爆炸诞生之后的每个阶段的演变的景象，都将在韦伯望远镜中被观测到。
而宇宙原初星系形成的最早阶段，预计会特别有趣，比如，会有很多比太阳还亮数十亿倍的各种宇宙爆炸大事件。
虽然多次延期，但韦伯望远镜目前已确定在今年 12 月发射，已组装好运往发射地。
在部署、测试、安装通信模块和调整工艺之后，韦伯望远镜拍下的第一批图像预计在发射后大约六个月传回。
一旦来自韦伯望远镜的数据真的传回，我们将会看到以前的望远镜，包括哈勃，所看不到的一大类新星系。
像任何伟大的天文工具一样，韦伯望远镜注定能帮助人类回答，人类甚至还没有想过要问的问题。
宇宙的第一个星系是什么，第一束光怎样了，宇宙第一个星系如何死亡...等等
从太阳系穿越茫茫宇宙时空，韦伯太空望远镜这双眼睛，
可能让我们这一代人类，处在了最接近发现宇宙起源的时代。
