嵩岳正声：二十年磨一“镜”，韦伯望远镜如何放眼全宇宙

宇宙，是一切无限和未知的集合，人类从未停止尝试揭开它神秘的面纱。7月，美国国家航空航天局（NASA）首次公布了一批詹姆斯·韦伯望远镜拍摄的科学图像，如深水炸弹一般引爆了整个科学界。

叹为观止的清晰度和瑰丽的色彩，宛如艺术作品，这些图片很快登顶全球新闻首页。

近红外相机拍摄的船底座星云 图源：NASA

这一刻，几乎所有人都觉得，二十多年的漫长等待值了，100亿美元的超额花费值了！

韦伯之大，伸臂点沙粒

1996年，韦伯望远镜开始研制。这是人类设计过的最大、最复杂的空间望远镜，在它身上应用了多项最尖端的科学技术，如折叠的拼接式镜片、低温促动器、轻量化光学元件、超精细摄谱仪等。

它的主镜口径达到6.5米，是哈勃的2.7倍；遮光罩展开后长达21米，相当于网球场大小。

韦伯空间望远镜（左）与哈勃望远镜（右）的外观对比 图源：NASA

这个“史上最强望远镜”的研制过程异常艰难。最初计划2007年发射的它，直到2021年圣诞节，才终于如愿起飞，因此它也被许多爱好者戴上了“鸽王”的帽子。

可当人们看到它传回的第一张照片时，现场一片欢腾，甚至有人被直接感动落泪。

星系团SMACS 0723 图源：NASA

你能想象吗，在这张由美国总统拜登亲自“带货”公布的照片中，韦伯拍摄到了千兆万兆数量的行星。这张图片中密密麻麻遍布着数千个模糊的亮斑，它们都是完整的星系，每一个都拥有上千亿颗恒星。

而在星系团的周围，你或许注意到了这些细长而弯曲的弧线，像融化了的太妃糖。它们事实上是更遥远的星系——远至 100多亿光年外。

上图细节，注意那些扭曲的红色弧线，其实是更遥远的星系 图源：NASA

仔细看这些红弧，这是由红外线进行拍摄的。星系离我们越远，红外线波长就越长，拍到的色彩也就越红。

因此，图中暗红色的星系，距离我们至少达到了130亿光年。

它们呈现的，是宇宙儿童时期的样子，远早于地球的诞生。

星系团 SMACS 0723 部分背景星系的特征谱 图源：NASA

某种意义上来说，韦伯的本质是一台时光机，带我们看到了宇宙诞生之初星系的时光机。它的大不仅体现在所拍摄到覆盖的星系之大，还体现在时间的跨度之大。

遥望宇宙，很难不慨叹，“天高地迥，觉宇宙之无穷”。

韦伯之小，管中窥洪荒

在宇宙观测中有个重要的原则叫做红移。简言之，不管什么星，它都发出白光，离我们越远，这个白光就越红。

而宇宙大爆炸之后的第一代星，距离我们非常的遥远，远到超过红外线这个区域，除了韦伯望远镜都无法触及。

韦伯望远镜的展开过程 图源：NASA

所以，以0.6-28.5微米红外波段工作的韦伯望远镜，虽然个头大，但看得又远又细，测量准确性超其他望远镜5-10倍。

不仅看得“细”，红外线望远镜也看得“透”。星系之中的星云会阻挡视线，只有红外线能够穿透出来。平时，我们肉眼看到的银河系是一团黑，但如果用红外线来看，银河无比闪耀。

同样是南天环状星云，韦伯望远镜的拍摄效果超过哈勃望远镜 图源：NASA

而且，韦伯望远镜的储存容量只有区区68GB，比许多人的手机内存还要小。

“无穷宇宙,人是一粟太仓中。”有人说，在宇宙面前，人类渺小的就像沙滩上的一粒沙。而韦伯望远镜转换视角，与宇宙对望，就像人类伸出“手臂”，点向宇宙中的一粒沙。

别怕，“被撞一下也没事”

就在韦伯望远镜公布首批彩图后不久，一则传言称韦伯望远镜多次遭受微流星体撞击，造成了不可逆的破坏。

这引起了引人猜疑：是不是刚拍完第一批图片，价值100亿美元的韦伯望远镜就被砸报废了？

事实上，韦伯望远镜被微流星体高速撞了好几次。NASA统计，截至首批科学图片发布之日，韦伯共遭受到至少19次撞击。

其中一次撞击发生在5月份，在韦伯望远镜金光闪闪的18块主镜片中的一块上，砸出一个明显的凹痕。

韦伯望远镜主镜片的对齐情况，右图中右下的主镜片有明显凹痕 图源：NASA

虽然看着很“痛”，但别担心，这种大型望远镜都挺结实的。打个比方，每秒十公里的小石头，撞上去它都不会碎，就得这么结实才行。

在宇宙中遨游，磕磕碰碰不可避免，修正后继续工作就行。

韦伯团队6月8日表示，他们对有凹痕的主镜片进行了微调，成功抵消了一部分成像失真。目前韦伯的成像质量仍远远超过预期，完全有能力完成科学任务。

出发，征途是星辰宇宙

现在，韦伯望远镜仍在探索星辰的征途上，定期发回令人惊艳的新一代宇宙图像。8月2日，NASA团队发布了5亿光年外车轮星系的耀眼天体新照片。

韦伯望远镜用拍摄的车轮星系 图源：NASA

NASA局长尼尔森说，“每张照片都是一项新发现，每张照片都向人类展示以前从未见过的宇宙观。”

南环星云首次出现在中红外光下 图源：NASA

星空之美，美不胜收；宇宙之妙，妙不可言。韦伯望远镜的首批照片把我们带入了梦境般的宇宙深处，令人陶醉不已。

未来，韦伯望远镜还会不断刷新我们对宇宙的认知，推至前所未有的高度，推向无尽的远方。

现在，这仅仅是个开始……