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【詹姆斯韦伯太空望远镜为什么可以做到令人惊叹的事情】“韦伯要做的就是在这个领域走得更远 ， ”UT Austin 的 Casey 解释道 。 “因此 ， 哈勃深场背景中的微小光点会变亮并变得更加细致 ， 我们将能够看到旋臂 ， 我们将能够看到结构 ， 然后我们将获得更多光点光更远的过去 。 我们与韦伯一起看到了更远的过去 。 ”有了韦伯 ， 像凯西这样的天文学家将能够看到如此遥远的东西 ， 以至于他们有可能发现第一批恒星和星系 。 哈勃观测到的光可以追溯到宇宙大爆炸后约 4 亿年 ， 而宇宙大爆炸花了约133 亿年才到达我们身边 。 “那很远！但韦伯有能力将我们带到大爆炸后 2.5 亿年 ， ”已获准与韦伯太空望远镜合作的凯西解释说 。 “听起来可能差别不大 。 朋友之间的几亿年算什么？实际上 ， 看到第一批亮起的星星在葬礼后来得太晚是不同的 。 ”天文学家称这一时期为“宇宙黎明” 。 有了韦伯 ， 人类将能够第一次看到它 。
世界需要更多奇迹
无法解释的时事通讯将引导您了解科学中最引人入胜、未解答的问题——以及科学家试图回答这些问题的令人费解的方式 。 今天注册 。 除此之外 ， 还有连韦伯都看不到的障碍 。 正如美国国家科学基金会解释的那样 ， 在第一道星光出现之前 ， 宇宙被“浓密、模糊的原始气体雾”所笼罩 。 从那时起 ， 我们的望远镜就没有光了 ， 这就是所谓的宇宙黑暗时代 。 凯西和其他天文学家希望韦伯能帮助他们了解黑暗时代的终结 ， 并找出导致这股迷雾升起、迎来宇宙黎明的原因 。 科学家们怀疑来自最早星系的星光做到了 。 “如果你有一团气体云 ， 它遇到高能光 ， 那么高能光会电离该气体并解离该云 ， ”凯西说 。 “因此 ， 如果那盏灯刚刚打开 ， 它就会击中那股气体 ， 真正将整个宇宙从黑暗的地方转变为光明的地方 。 ”韦伯望远镜看到红外光 ， 它可能非常非常古老光有很多不同的品种 。 人眼只能看到一个被称为可见光的窄带 ， 但宇宙中包含大量超出此范围的光 ， 包括更高频率、更高能量的形式：紫外线、伽马射线 。 然后是波长较长的低能量光：红外线、微波、无线电 。 哈勃太空望远镜收集可见光、紫外线和一点点红外线 。 韦伯主要是一个红外望远镜 ， 所以它看到的光波长比我们肉眼所能看到的要长 。 这似乎是书呆子和技术性的 ， 但它实际上是让韦伯比哈勃望远镜更能追溯过去的原因 。 由于称为红移的现象 ， 红外线通常是非常古老的光 。 当光源远离观察者时 ， 它会被拉长 ， 变成越来越长的波长 ， 变得越来越红 。 （反之亦然：随着光源越来越近 ， 波长变短 ， 变得越来越蓝 。 ）这类似于警报器经过时发生的情况：随着警报器的靠近 ， 音调增加 ， 然后随着它逐渐远离而减小 。
因为空间在不断地膨胀 ， 宇宙中离我们最远的东西正在远离我们 。 “当光从那些遥远的星系穿过太空时 ， 光实际上被空间的膨胀拉长了 ， ”斯特劳恩说 。 随着宇宙的膨胀 ， 它会同时拉伸光的波长 ， 这一过程称为红移 。 一个物体离我们越远 ， 它发出的光在它到达我们的时候就伸展得越多 。想象一颗非常遥远的星星 。 那颗恒星发出的光可能从可见光谱开始 ， 但它在到达我们的过程中会被拉长 。 它变得越来越红 。 “所以当我们用哈勃望远镜看到遥远的星系时 ， 它们有点像这些小小的红色金块 ， ”斯特劳恩说 。 最终 ， 这些非常遥远的古老星系变得如此红 ， 以至于它们落入红外光谱中 。 韦伯可以看到这种人眼看不见的古老光芒 。 方便地 ， 红外光也有其他用途 。 这是一种非常好的用于观察系外行星的光 。 例如 ， 如果你在一个围绕另一颗恒星运行的行星上并想看到地球 ， 那么可见光就不是你最好的选择 。 “地球在红外线中达到峰值 ， ”约翰霍普金斯应用物理实验室天文学家凯文史蒂文森说 ， 他计划在他的研究中使用韦伯 。 因此 ， 如果我们希望能够研究另一个太阳系中的类地行星 ， “我们真正想做的是在红外波长下观察 ， 因为那是地球发出的光的地方 。 ”像史蒂文森这样的系外行星科学家将使用韦伯来分析这些世界的大气：韦伯能够确定它们大气中的一些化学物质 。 “我们可以检测水、一氧化碳、二氧化碳、甲烷 ， ”史蒂文森说 。 虽然这些本身并不是生命的明确迹象 ， 但他们可以开始提出有趣的问题：是什么产生了甲烷和二氧化碳？这可能是生活吗？“我们都想找到另一个地球 ， 不是吗？” 史蒂文森说 。 “回答‘我们是孤独的’这个问题的前景吗？几个世纪以来 ， 我们一直在问自己 。 我认为与詹姆斯韦伯一起 ， 这将为我们提供第一次真正回答这个问题的机会 。 ”
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