宇宙，究竟從何而來？

 

關(guān)于宇宙誕生的終極問題，人類至今依舊沒有確切的答案...

 

12月25日20點20分，歷時25年研發(fā)，100億美金打造的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）終于升空！

 

韋伯將飛過月球軌道，到達目的地第二拉格朗日點（L2），奔向離地球150萬公里外的地方。

圖注：距離地球150萬公里的拉格朗日L2點。

它將成為人類的「第二只眼」，不僅為了仰望星空，更是為了探究神秘宇宙與人類文明的本質(zhì)連接。

 

 

在浩瀚宇宙中，人類顯得如此渺小。從月球到地球，也就是光走一秒的距離。宇宙有1000億光年，人類卻剛剛走過1秒鐘。

 

想要走得更遠，看得更深，除了純粹和好奇，前提是對宇宙，對真理更加敬畏。

尋找「宇宙爆炸」初始的那一束光

 

1990年4月，哈勃望遠鏡在肯尼迪航天中心成功發(fā)射，執(zhí)行觀察太空任務(wù)30余年，曾觀測到星云、黑洞等多種宇宙奇觀。

 

如今的韋伯望遠鏡手握接力棒，承載著幾代天文學(xué)家對揭開宇宙終極謎題的期待，對宇宙的終極探索進行最后沖刺。

 

 

新一代太空望遠鏡得名于美國宇航局第二任局長詹姆斯·韋伯（James Webb），以紀(jì)念他對阿波羅登月計劃做出的重要貢獻。

 

 

新的太空望遠鏡其實早在1989年便開始了籌劃，正式的工作開展是在1996年。

 

雖說研發(fā)25年，但從最初構(gòu)想到發(fā)射歷經(jīng)30余年，因此韋伯望遠鏡被許多人戲稱為「鴿王」。

• 1998年，預(yù)算擴充至10億美元，并將發(fā)射計劃推遲至2008年。
• 2000年，預(yù)算擴大至18億美元，發(fā)射推遲至2009年。
• 2002年，預(yù)算擴大至25億美元，發(fā)射推遲至2010年。
• 2003年，發(fā)射推遲至2011年。
• 2005年，預(yù)算擴大至30億美元，發(fā)射推遲至2013年。
• 2006年，預(yù)算擴大至45億美元，發(fā)射推遲至2014年。
• 2008年，預(yù)算擴大至51億美元。
• 2010年，預(yù)算擴大至65億美元，發(fā)射繼續(xù)推遲到2015年。
• 2011年，預(yù)算擴大至87億美元，發(fā)射推遲至2018年。
• 2013年，預(yù)算擴大至88億美元。
• 2017年，發(fā)射推遲至2019年。
• 2018年，發(fā)射推遲至2020年。
• 2019年，因新冠疫情，發(fā)射推遲至2021年，預(yù)算追加到97億美元。

 

韋伯是史上第一款超級紅外線太空望遠鏡，也是目前發(fā)射最大的太空望遠鏡。

 

圖注：哈勃望遠鏡和韋伯望遠鏡主鏡大小比較。

圖注：韋伯的鏡面上鍍有一層黃金，用于更好反射紅外線。

其口徑達到了6.5米，并由18塊六邊形鍍金晶片拼接而成。

相比之下，哈勃的口徑為2.4米，因此哈勃的視野有限，最初設(shè)計是用來觀測可見光和紫外線。

 

 

據(jù)稱，韋伯太空望遠鏡的太空觀測能力是哈勃空間望遠鏡的100倍。

 

哈勃可觀測到90-2500nm范圍內(nèi)的光（紫外線——近紅外光），而韋伯覆蓋范圍更大，能看到波長范圍在600-28500nm的光線（可見光——中紅外光）。

 

 

NASA還列出韋伯太空望遠鏡能夠大顯身手的4類觀測對象：

早期宇宙、星系歷史和演化、恒星生命周期，以及地外行星。

 

它被描述為一臺「時間機器」，將用于回顧135億多年前宇宙早期誕生的第一批星系。

 

 

其目標(biāo)是為了解開超大質(zhì)量黑洞、遙遠的外星世界、恒星爆炸、暗物質(zhì)等宇宙的奧秘。

 

韋伯太空望遠鏡或許會改變我們看待宇宙的方式。俄亥俄州立大學(xué)的研究聲稱，在上線后的五年內(nèi)，韋伯將在一個遙遠的世界發(fā)現(xiàn)外星生命的跡象。

日地拉格朗日L2是個什么特殊的地方？

如果僅僅考慮把韋伯望遠鏡發(fā)射到遠離地球遙遠的深空，是不是任何深空點都行呢？當(dāng)然不是了！經(jīng)過多方考慮，最好是太陽和地球連線的外側(cè)，距離地球150萬公里的被稱為拉格朗日（L2）的地方，在這個地方，太陽和地球共同的引力牽引著韋伯望遠鏡繞太陽公轉(zhuǎn)，且公轉(zhuǎn)周期和地球公轉(zhuǎn)周期一致，這樣就能保持韋伯望遠鏡和地球之間距離的穩(wěn)定，有利于測控和信息回傳。

拉格朗日是法國著名數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家。學(xué)過微積分的朋友，應(yīng)該都對拉格朗日不陌生。由于是他最早提出了兩個大天體周圍的幾個特殊的引力點，因此這些特殊的點以他的名字命名。

你可能猜到了，有拉格朗日L2，就有朗格朗日L1。沒錯，除了L1和L2，還有L3 、L4、L5。L1點位于太陽和地球連線之間，距離地球也是150萬公里，最適合放置太陽觀測望遠鏡。

圖注：太陽和地球周圍的五個拉格朗日點。

為什么采用阿麗亞娜5型運載火箭發(fā)射？

阿麗亞娜5型運載火箭（Ariane 5）是歐空局研制的一款重型運載火箭，近地軌道的運載能力為20噸，僅次于我國長征五號火箭25噸的運載能力。地球同步轉(zhuǎn)移軌道的運載能力為10噸。重6噸的韋伯望遠鏡用這枚火箭發(fā)射比較匹配。

圖注：韋伯望遠鏡折疊后放入火箭整流罩。

除了運載能力的要求，還要求火箭必須配備巨大的整流罩，能夠容納下巨大的望遠鏡（盡管發(fā)射時處于折疊狀態(tài)，一般的火箭整流罩也難以容納）。

最重要的一條要求是，火箭必須穩(wěn)定可靠！阿麗亞娜5是一款久經(jīng)考驗的老火箭，再發(fā)射7、8次就要退役了，接替它的將是阿麗亞娜6型火箭。

除了以上三個因素，還有一個因素是，歐空局作為韋伯望遠鏡的合作方之一，承擔(dān)望遠鏡的發(fā)射任務(wù)。

韋伯望遠鏡和我國貴州“天眼”望遠鏡有什么區(qū)別？

身邊有朋友問到這個問題，這里也簡單回答一下。這兩種望遠鏡的區(qū)別可真是太大了，比韋伯和哈勃的區(qū)別要大得多。

位于我國貴州的FAST望遠鏡，俗稱“天眼”望遠鏡，口徑達到了500米，但FAST望遠鏡是地基望遠鏡，主要在射電波段（波長在0.1米到4.3米）工作。由于大氣層對射電波段的透明度較好，這種類型的望遠鏡在地面上工作得就很好。

圖注：不同波段的電磁波透過大氣的難易程度不同。

韋伯望遠鏡是紅外望遠鏡，地球大氣層中的水蒸氣和二氧化碳對紅外線的吸收比較強烈，因此要發(fā)射到太空中去觀測，復(fù)雜程度和造價指數(shù)升高。

NASA正招募神學(xué)專家

長期以來，美國宇航局NASA一直在尋找外星人的存在，并且時不時傳出一些發(fā)現(xiàn)某種不明飛行物或是其他星球生物的消息。

 

 

然而，這些說法都無法得到證實。

 

現(xiàn)在，NASA打算將一些牧師和神學(xué)家納入其搜尋外星人的任務(wù)中。這些人將為人類與外星人接觸做準(zhǔn)備。

 

為此，NASA聘請了24名神學(xué)家參加其在新澤西州普林斯頓大學(xué)神學(xué)研究中心（CTI）開展的項目。

 

值得一提的是，NASA在2014年就向該中心提供了110萬美元的捐款。

 

在CTI的聲明中，它成立的初衷是「通過召集神學(xué)家、科學(xué)家、學(xué)者等等一起思考，并告知公眾他們對全球問題的思考，來搭建理解的橋梁」。

 

而這個項目的工作目標(biāo)是想解決一些一直以來困擾人類的問題，比如，什么是生活？活著意味著什么？人類和外星人的界限在哪里？其他星球有生命的可能性有多少？

 

據(jù)《泰晤士報》報道，牧師安德魯·戴維森博士是劍橋大學(xué)的牧師和神學(xué)家，擁有牛津大學(xué)的生物化學(xué)博士學(xué)位，是24名被聘請的神學(xué)家之一。

 

戴維森在劍橋大學(xué)網(wǎng)站的一篇博客文章中分享道，宗教傳統(tǒng)將會幫助人類確認(rèn)其他地方是否存在生命。

 

戴維森將于明年出版一本名為《天體生物學(xué)和基督教教義》的書，在書中，他提到他相信我們離在其他星球上發(fā)現(xiàn)生命越來越近了。

 

雖然，研究和調(diào)查表明，美國基督徒不太可能相信其他星球上存在生命，但戴維森并不是唯一一個認(rèn)為外星人有可能存在的「信徒」。

 

天文學(xué)家和物理學(xué)教授杜莉亞·德梅洛說，她班上有幾位神學(xué)院學(xué)生，他們經(jīng)常提出關(guān)于宇宙中智慧生命是否存在的理論問題。

 

 

「如果我們是上帝創(chuàng)造的產(chǎn)物，為什么上帝不能讓其他星球上的生命也進化呢」？今年8月，德梅洛在接受《華盛頓郵報》采訪時說。

 

2008年，梵蒂岡首席天文學(xué)家也曾表示，信奉上帝和「外星兄弟」可能比人類進化得更快，這兩者之間沒有沖突。

 

然而，并不是所有的神學(xué)家都贊同其他星球上有生命的想法。

 

 

2008年，當(dāng)被問及是否存在外星人時，南方浸信會神學(xué)院院長阿爾伯特·莫勒說：「答案是否定的，那些只不過是推測罷了。」

「我們沒有理由相信還有其他外星生命。《圣經(jīng)》中沒有任何內(nèi)容說某個地方不可能有某種形式的生命。但我們被告知，宇宙的創(chuàng)造是為了讓在這個星球上的耶穌基督，在空間、時間和歷史上，來拯救罪惡的人類。」

 

仰望星空，搜尋高級生命的信號

宇宙的未來將會如何，人類仍在探索。

 

地球在天文學(xué)家看來，就是一塊1萬多公里大的石頭，我們60多億人就生活在這塊石頭上。人類已經(jīng)有幾百萬年的歷史，但是直到現(xiàn)在，我們?nèi)祟愒谟钪嬷猩孀阕钸h的地方，就是月球。

 

月球這塊小石頭離我們地球，也就是光走一秒的距離。人類在1000億光年的宇宙中，迄今剛剛走過了一秒鐘的距離。

 

正如剛剛提到，韋伯太空望遠鏡將用于回顧135億多年前宇宙早期誕生的第一批星系，將給出星系演化的完整圖景。

 

那么，它是否會探測到宇宙中的高級生命？

 

目前，對于一些會遮擋母恒星的行星，韋伯可以捕獲母恒星被行星大氣折射后的星光。

 

天文學(xué)家們可以依據(jù)這一信息分析行星中的大氣成分，以就是探索外星生命存在的可能性。

 

浩瀚宇宙，僅銀河系中一共有1000億個恒星，估計銀河系中大致會有1萬億個行星。

 

假設(shè)其中每一億個行星中有一個存在高級生命，那么僅銀河系中就應(yīng)該有上萬個外星人的星球存在。

 

 

面對復(fù)雜的宇宙問題，很多人持有不同的意見。

 

有人認(rèn)為，人類是宇宙中唯一存在的智慧生命體，未來我們還有巨大的發(fā)展空間；也有人表示，宇宙中存在很多危險的未知因素，稍有不慎就可能導(dǎo)致人類走向滅亡。 

 

霍金警告人類最好盡量避免與外星人接觸，而不是像現(xiàn)在這樣竭盡全力尋找他們。《三體》等科幻小說同樣警醒著人類。

 

宇宙的邊界在哪里？太陽系外有外星人嗎？韋伯望遠鏡背負著回答這些問題的沉重使命。

 

「第二只眼」固然是個里程碑，但人類心中要有敬畏，才能走得更遠。

 

 

來源：新智元、騰訊太空等網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容綜合