「震撼」这就是目前人类最高的科技水平，超出你想像的詹姆斯韦伯

咱们今天来讲詹姆斯韦伯空间望远镜。这个望远镜是去年 12 月 25 日发射到太空的一个最新的空间望远镜，詹姆斯韦伯空间望远镜。

图片来自nasa官网

大部分人只记得哈勃是 1990 年发射的，到今天已经工作了 32 年了。原本哈勃预计使用，就是到 2010 年为止。在退休之前要把詹姆斯韦伯望远镜发射上去。结果詹姆斯韦伯望远镜因为各种原因不断地推迟，一推迟就推迟了 15 年。所以这个哈勃望远镜被迫又多工作了 15 年。

哈勃望远镜已经到极限了。事实上哈勃望远镜已经在去年进入了安全模式，就上面大部分功能已经不能用了。那么詹姆斯望远镜也不仅仅是工期推迟，它的预算也在不断地涨，从最初的 5 亿美元预算涨到了现在 100 亿美元。

其实这有一个历史背景，这 5 亿美元的预算是在 1996 年给出来的。那个时候美国不太想往NASA（美国航天局）投钱，觉得 NASA（美国航天局） 太费钱了，所以提出了一个叫 fbc 的口号，叫 faster cheaper better，就是怎么以麦当劳的原则来造宇宙飞船或者是望远镜。不过这个韦伯望远镜是最新技术的望远镜，这个 fbc 原则不适用。所以这个预算后来就不断地往填往里填往里填，最终花了 100 亿美元。也就是说正常他就得花这么多，只是那个时候没有这么多预算。

而在韦伯望远镜已经迟到了这 15 年里，NASA就不断来对这个哈勃望远镜已经进行了维修，让她勉强工作到了去年，哈勃望远镜第一次修是在 1993 年，他那个镜片出现问题了，照着东西特别的模糊，后来上去的修好了，这个镜片就变得很清晰了。其实这个哈勃网镜和詹姆斯韦伯望眼镜是完全不同类型的望远镜。哈勃望远镜是个可见光望远镜，也就是他拍到的东西和我们肉眼看到的差不多，比我们更强大一些，看得更远一些。但是詹姆斯韦伯望远镜是一个红外线望远镜，他能看到我们看不到的东西，反倒他看不到可见光。它是为了一个特殊的目的而设计的，就是寻找第一代的恒星。

第一代的恒星应该都不存在了，但是他们的光应该留在宇宙中应该能观测到，也就是说我们应该能看到他活着的样子，只是他现在已经不在了。这一代的恒星大概都是宇宙大爆炸之后 1 亿年到 4 亿年左右产生的。当时宇宙中只有一种元素就是氢，然后这些恒星把这些氢不断地聚合生成各种其他的元素，然后死的时候又有一个超行星大爆炸，把这所有的新的元素推送到宇宙各处，形成了星系，形成了你我。所以如果能观测到这第一代的恒星的话，对我们了解宇宙的形成，生命的形成可能有很大的帮助。

而且它至少可以从侧面证明宇宙大爆炸这个模型是对的，就是宇宙有这么第一代恒星的诞生。一旦找到了，就是我们当初猜测的这个模型有可能是对的。那么第一代恒星距离我们都非常的遥远，所以他们发出的光就只剩下红外线，于是就把詹姆斯韦伯望远镜设计成了红外线望远镜，才能看到他们发出的光。为什么只剩下红外线呢？。

因为宇宙观测中有个非常重要的原则叫做红仪，就是不管什么星，它都发出白光，远离我们的星，它这个白光就会变红，离我们越远就越红，反倒离我们越近就越蓝。它有这么一个特点，通过这个原理，我们就能知道这恒星距离我们远近。也正是通过这个原理，100年前，哈勃发现了我们这个宇宙正在加速膨胀，因为天空中所有的信息都在红遗，他们都在远离我们而去。而第一代星系距离我们非常的遥远，它这个红都不是红的问题了，都到红外线这个区域了，所以只能有红外线望远镜才能看到他们。

当然红外线还有一个好处，就是红外线的穿透力特别的强，星系之中是充满了星云的。即使是我们银河系内部距离不是那么远的地方，由于星云的阻挡，我们很多东西看不见，但是红外线就能穿透出来。比如说这个是我们用肉眼看到的银河系，中间都是黑的，但是用红外线来看的话，银河系里面会有很多小星系，所以被星辰挡住的部分。其实后面都是亮的，只有红外线能看得到。因此韦博望远镜坐着红外线就是又看得远又看得透。

詹姆斯韦伯空间望远镜的这个詹姆斯韦伯是NASA（美国航天局）第二代局长的名字，这个人是美国最早载人计划，水星计划，时期的NASA负责人，也是他说服了肯尼迪实施了登月计划，所以他是个非常重要的人物。美国人非常喜欢给望远镜命上人名，现在他望远镜都叫人名，这是他们的传统，其他国家不太这么做。当然一般命名都是已经过世的人。如果活着人被命名这个望远印，但出了什么问题就不太好是吧。

这个望远镜上最贵也是最重要的一个组件，就是它是一个反光镜。这个镜子就能把宇宙中极微弱的红外线反射到它里边的感光仪器上面成像。为了实现更好的效果，这个镜子越大越好。但是镜子大了，有一个问题就塞不到火箭里面去，所以它必须折叠。而且镜子大了之后，对它的刚度要求就高了，不能易碎，受冷受热都不能变形，还要结实，能够抵挡住运载火箭运载它的时候那个强烈的震动。所以这个镜子整体会非常的重。

再加上镜子展开之后，每一面小的镜子都要能够灵活地控制，所以镜子后面仪器的重量就有镜子重量的 10 倍，为了减轻镜子的重量，就不能用一般的我们那个镜子后面那个水银，最终它们是选择了一种最轻的金属来做镜子，就是 4 号元素皮，皮属于宇宙中非常罕见的元素，但是在地球上有很多皮的天然化合物，最有名的就是祖母绿。

还有一个特别增加成本的事情。就是这个镜子做的时候一般就要做好多份，为什么呢？因为做一个进来要五年，你做完五年发现不能用重新做就来不及了。所以让两个厂商用不同的技术。就两个一样的镜子就是哪一个好，要哪一个另个用不上，但也得买单。

韦伯望远镜是由 18 块直径 1.32 米的六边形镜子组成的，整体直径是哈勃望远镜的 3 倍。这个镜子是美国科兴的公司用一年半的时间研磨出来，皮这种金属本身是银白色的，但是大家看到这个镜子是金色的。因为上面镀了金，目的是为了让这个镜子直反射，金色也是黄色以上波长的一些光线就黄色红色红外线这样，所以根本上它不能像哈勃望远镜一样拍摄，正常人眼能看到这种宇宙。

除此之外，NASA还在镜面上多了一层非常硬的膜因为宇宙空间中有很多飞沙走石，有的毫米级的小陨石，飞行速度达到每秒 10 公里。就是步枪子弹 10 倍以上的速度，会打在这个镜子上，打上去你也不能碎，也不能有划痕都不行。事实上，韦伯望远镜从发射到现在已经过去了 8 个月，已经经历了 5 次撞击，其中 4 次都没什么事。但是有一次在上面撞了一个坑，这个坑对他这个观测精度就会有影响。但是镜子后面有很多高精度的马达能够微调整，现在说是用这个马达就可以把它这个误差给调整过来，还可以继续用，不然这个镜子就废了。一百亿就没了。为了让这十八面镜每一面镜子都可以精密地移动，所有镜片后面都安装了 7 个高精度的马达，让这个镜片能够每次移动 5 纳米，特别的精密。

还有就是，镜子前面有一个像接收器这个东西，其实这也是一面镜子采集下来的光线，要经过四次的反射才能进到镜子后面的仪器里面去。真正的感光元件在镜子的后面，镜子的后面有很多重要的仪器。其中最重要的一个就是一个近红外线照相机，这四块就是四个感光元件，每个大概是2 K 的解析度。近红外线是最贴近红光的一种红外线，就是我们刚刚好看不见的一种红。它自带有两组这样的照相机，在后面都可以单独的运作，一个坏了，另一个还可以继续运作。

这个感光元件本身没什么特别，最特别最夸张的就是这个感光元件前面的快门，相机里边都会有一个快门，它这四个感官元件前面也都有快门。夸张的是每个元器件边就有 62,000 个快门。通常一个相机就一个快门。它这一个感光元件前面有 6 万多个快门。

为什么要这么多快门？每个快门还这么小，就是为了观测到特定方向某一个很具体很细节的方向的这个星，快门如果大的话，它的观测范围就会变的特别大，在宇宙观测中一个角度就可以达了 100 多亿光年之外，这个角度就太大了，100亿光年的所有东西都收集到这一个芯片上，那都不清了，所以就要尽可能地缩小这个快门，让他尽可能看得远，看得范围狭窄一点。只要我们想看的那个部分就可以。

这个望远镜不是美国发射的，是在法国的航天中心发射的，这个项目欧洲航天局是出了人力、物力和钱的。最终它有 15% 的使用权。什么叫 15% 的使用权呢？就是有 15% 的时间，欧洲可以用这个望远镜。美国为什么不自己不发射呢？是因为他没有那么大的运载火箭他早都不造火箭了，造火箭很浪费钱，都给伊隆马斯克了，伊隆马斯克的火箭送不到那个地方。只有欧洲人叫 a5 火箭才能把它运送出去。

詹姆斯韦伯望远镜自发射以来，到现在已经过了 8 个月了，也已经正式开始运作了，拍了一些照片了，这照片一出来就引起轰动了。这张是他在测试期间照了一批照片，