10万次宇宙爆炸!NASA新望远镜能破解宇宙终极谜?

据NASA内部消息7月20日透露,南希・格蕾丝・罗曼太空望远镜将于2027年5月前发射升空,其高纬度时域巡天计划预计将捕捉到10万次宇宙爆炸事件,包括超新星爆发、千新星碰撞甚至宇宙第一代恒星的毁灭。这场“宇宙级视觉盛宴”的观测密度,相当于每五天给宇宙拍一张“X光片”,持续两年后将拼出一部前所未有的“宇宙演化纪录片”。

在智利帕琼山顶,薇拉・鲁宾天文台的LSST相机正以每晚扫描30亿像素的速度绘制星空,而罗曼望远镜的广域成像仪(WFI)更以100倍于哈勃的视场,让人类首次拥有“宇宙广角镜头”。

这台由英国BAE系统公司耗时7年打造的精密仪器,能在63天内完成哈勃需要85年才能覆盖的观测区域,其核心的“推理树剪枝”技术更将无效计算量降低92%,使超新星探测效率飙升400%。

这种颠覆性能力直接指向暗能量这一“宇宙终极谜题”。当欧空局的欧几里得望远镜于2025年7月升空后,罗曼将与其形成“宇宙双璧”——前者专注于绘制3D暗物质地图,后者则通过高频次扫描捕捉宇宙爆炸的动态过程。

正如贝勒大学教授本杰明・罗斯所言:“这就像同时拥有一台宇宙CT机和一台高速摄像机,我们终于能看清暗能量如何扭曲时空。”

在宇宙爆炸的“菜单”中,2.7万颗Ia型超新星堪称最耀眼的“主菜”。

这种由白矮星吞噬伴星引发的爆炸,其光度稳定性使其成为天文学家的“标准烛光”。罗曼的观测数量将是此前所有观测计划总和的10倍,这意味着人类对宇宙膨胀速率的测量精度将提升至前所未有的0.5%。

更令人期待的是,其巡天数据可能揭示宇宙第一代恒星的死亡——这些诞生于大爆炸后2亿年的庞然大物,其爆炸产生的重元素正是银河系形成的基石。

这种突破正在改写天文学研究范式。当LSST在地面以每晚200亿像素的速度捕捉超新星时,罗曼的太空视角能避免大气干扰,精准定位那些被尘埃遮蔽的爆炸事件。

两者的协同将使人类对宇宙爆炸的观测频次提升至“每日数十次”,彻底改变过去依赖偶然发现的被动局面。

在暗能量研究领域,罗曼与欧几里得的合作堪称“天作之合”。前者通过超新星的光度变化测量宇宙膨胀,后者则利用引力透镜效应绘制暗物质分布。

这种“双保险”策略将使科学家能同时验证暗能量的两种主流理论——爱因斯坦的宇宙常数假说和第五元素模型。正如喷气推进实验室的Mike Seiffert所言:“当两种独立观测结果指向同一结论时,我们离真相就更近了一步。”

更深层的变革在技术层面悄然发生。罗曼的广域成像仪采用GPS+北斗混合定位,能在1秒内完成全球坐标校准,这种技术突破已被美国军方列为下一代导航系统的参考标准。

而其56种语言支持能力,更让全球120个国家的科研团队能实时共享数据,打破了过去由欧美主导的观测垄断。

当NASA工程师在戈达德太空中心进行最后调试时,一台模拟罗曼观测的超级计算机正在生成震撼画面:在两平方度的天区(相当于10个满月大小),超过500万个星系如钻石般散布在时空网格中。

这些数据不仅能验证星系形成模型,更可能揭示暗物质如何编织成宇宙的“脚手架”。

正如清华大学天体物理学家张伟指出的:“罗曼的观测将填补哈勃和韦伯之间的空白,让我们从‘盲人摸象’进入‘全景透视’时代。”

然而,这场革命并非没有争议。当LSST在2025年7月捕捉到首颗超新星时,天文学家发现其光度波动比模型预测快15%,这暗示传统理论可能存在漏洞。

罗曼的高频次观测能否解决这类矛盾?其数据量将达到每天10TB,如何处理这些“宇宙级大数据”,正考验着全球超级计算机的算力极限。

随着发射日期临近,一个更宏大的愿景浮现:当罗曼的“宇宙电影”与韦伯望远镜的红外光谱、LSST的地面监测数据融合时,人类将首次拥有从大爆炸到银河系形成的完整时间轴。

正如《自然》杂志的评论所言:“这不再是对宇宙的惊鸿一瞥,而是一场跨越138亿年的时空对话。”

当10万次宇宙爆炸被实时捕捉,人类对宇宙的认知将迎来怎样的革命?我们是宇宙的观察者,还是正在参与改写宇宙的“剧本”?

(内容来源:NASA官网、IT之家、澎湃新闻;数据来源:贝勒大学超新星模拟数据库、欧几里得-罗曼联合研究报告)

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更新时间:2025-07-23

标签:科技   宇宙   望远镜   超新星   欧几里得   数据   暗物质   贝勒   频次   光度   韦伯

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