韦伯望远镜证明了多元宇宙吗（韦伯望远镜升空）

韦伯望远镜证明了多元宇宙吗（韦伯望远镜升空）由于地球本身以及太阳都是非常强烈的红外光污染源，所以为了尽量避免来自地球与太阳的红外干扰，韦伯望远镜就要尽量远离地球，还不能被太阳照射到，因此绝对不能像哈勃一样放在地球轨道上。既然如此，那又该放在哪呢？1. 它需要前往 150 万千米外“日-地拉格朗日 2 点”，一经“出厂”终生不得维护！据介绍，如此注重红外线的韦伯望远镜的观测波段，主要集中于波长为 0.6-28.3 微米的橙色光到红外线，能看到大约 136 亿光年处的天体，也就是能看到宇宙诞生后 2 亿年左右的样子，那是来自宇宙大爆炸之后的第一代恒星的光。但在宇宙中捕捉星体发射的红外光，向来并非易事，特别是观测的目标比较遥远时，要不然詹姆斯·韦伯太空望远镜的价值也不会高达 100 亿美金了！那么拖了 14 年，那么多钱是花在哪了？上图：詹姆斯·韦伯望远镜

法国当地时间 12月 25 日，美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜搭乘阿丽亚娜 5 号火箭在法属圭亚那库鲁基地成功发射升空，开始了它前往 150 万千米外“日-地拉格朗日 2 点”的旅途。它作为哈勃望远镜的替代者与继任者，已经超越哈勃望远镜，尤其是在造价上。

詹姆斯·韦伯太空望远镜，可以说是迄今为止全世界最贵的望远镜。原计划于 2007 年发射，耗资 5 亿美元。但它却被总共 20 个国家持续输血 25 年，成功化身“鸽王之王”硬是拖了 14 年，总经费预计已超过 100 亿美元。要知道一艘尼米兹级核动力航空母舰的造价才 45 亿美元，简直贵得离谱。但贵有贵的理由，詹姆斯·韦伯太空望远镜能够探索到更长的光学波长，号称拥有看清宇宙起源的能力。

之所以这么说，是因为光的传播也是需要时间。也就意味着 138 亿光年外传来的光，承载着宇宙 138 亿前的信息。而根据大爆炸宇宙论，我们这个宇宙是由大约 138.2 亿年前的一个致密炽热的奇点爆炸后膨胀形成的。之后，不断地膨胀导致宇宙的温度和密度很快下降，使得内部物质逐步冷却，最终形成我们如今所看到的宇宙。

同时，由于宇宙还在不停地膨胀，使得那些遥远的光源一直在不断远去。因此它们发出的光在通过膨胀的空间时会被延展，导致波长增加而红移。而且离得越远，红移越大。所以那些在宇宙大爆炸早期残留的光，到达地球时已经在宇宙中传播了 138 亿年，也就被膨胀了 138 亿年的空间延展成了红外线。所以要想更好地观察宇宙最初的奥秘，就必须提高红外波段的能力。另外红外线波长较长，也能更好地穿透宇宙中的尘埃。

据介绍，如此注重红外线的韦伯望远镜的观测波段，主要集中于波长为 0.6-28.3 微米的橙色光到红外线，能看到大约 136 亿光年处的天体，也就是能看到宇宙诞生后 2 亿年左右的样子，那是来自宇宙大爆炸之后的第一代恒星的光。

但在宇宙中捕捉星体发射的红外光，向来并非易事，特别是观测的目标比较遥远时，要不然詹姆斯·韦伯太空望远镜的价值也不会高达 100 亿美金了！那么拖了 14 年，那么多钱是花在哪了？

上图：詹姆斯·韦伯望远镜

1. 它需要前往 150 万千米外“日-地拉格朗日 2 点”，一经“出厂”终生不得维护！

由于地球本身以及太阳都是非常强烈的红外光污染源，所以为了尽量避免来自地球与太阳的红外干扰，韦伯望远镜就要尽量远离地球，还不能被太阳照射到，因此绝对不能像哈勃一样放在地球轨道上。既然如此，那又该放在哪呢？

上图：詹姆斯·韦伯太空望远镜位置示意图

好在 200 多年前，数学家欧拉和拉格朗日先后发现，一个物体在任何两个天体之间都会同时受到两股引力作用，并存在5个受力平衡点，也就是拉格朗日点。其中距地球 150 万千米的拉格朗日 2 点，最符合韦伯望远镜的要求。它在这一位置上可以与地球同步进行公转，始终躲在地球的阴影里——由地球为其遮挡来自太阳的光线。

但又由于拉格朗日点不在任何载人航天器的运行范围内，所以韦伯望远镜也就无法像哈勃那样可以维修。因此所有的发射、展开与部署任务必须一次成功，毕竟之后就没法管了。为了保险起见，也只能一拖再拖。

2. 堪称“鬼斧神工”的镀金镜片，直径达到 6.5 米！

由于任何在绝对零度以上的物体都会发出红外线，因此韦伯望远镜本身也必须在尽可能低的温度下运行。据称，韦伯的主镜工作温度，必须一直保持在 -220 摄氏度左右。而为了抵御 -220 度镜面的变形，镜片使用碱土金属铍进行制作，这一核心材料具有极强的抗弯刚度、极高的热稳定性、极好的热导率与极低的密度。

上图：人类、哈勃望远镜主镜和詹姆斯·韦伯主镜的大小对比

同时，镜面加工的抛光误差被控制在10纳米内，约等于数十个铍原子的长度。在这些镜片表面上，使用了黄金蒸发再凝固的极致工艺，镀上了一层标准120纳米厚度的黄金涂层。

3. 薄如蝉翼的五层遮阳板，还要能够抵挡陨石的冲击！

为了最大限度地隔绝来自太阳与地球的红外辐射污染，韦伯望远镜配备了 300 平米的五层遮阳板。这一遮阳板由电镀形成的硅膜与铝膜组成，其厚度约为 25 微米至 50 微米之间，大约是人头发粗细的 1/3 左右，还有特殊的接缝和加固物来限制陨石的攻击。

上图：遮阳板

这五层经过细致加工的遮阳板，能够将太阳辐射衰减近百万次，并在正面与背面形成 300 摄氏度的温差，从而将望远镜的工作温度始终维持在零下230摄氏度左右。

综上所述，如此苛刻的条件也就使得为了满足该望远镜的工作要求，导致很多设计不得不几经反复，预算也是一增再增，发射也能一拖再拖，一直拖了 14 年。花费也从 5 亿美元涨到 20多亿、40多亿、80多亿、最终上百亿。

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