探索宇宙起源:百亿美金“鸽王”韦伯的背后故事

文丨硅谷101(ID:svstyle) , 采访丨泓君 , 文字丨李宛宸 , 编辑丨胡少阳
1月25日凌晨 , 经历了一个月的太空航行后 , 人类历史上最大最昂贵的太空望远镜——詹姆斯韦伯 , 终于抵达距离地球150万公里拉格兰日L2点 , 即将展开科研工作 。
探索宇宙起源:百亿美金“鸽王”韦伯的背后故事
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图|JWST到达最终轨道图源:美国宇航局GSFC/CIL/AdrianaManriqueGutierrez
如果这个计划成功 , 韦伯太空望远镜将探测宇宙第一代天体的信号 , 研究在宇宙不同时期 , 星系的各种特性及演化学上的关系 。 解开许多关于太空的谜团 , 甚至为我们揭秘宇宙的起源 。
这台太空望远镜是人类有史以来最庞大的天文学项目:造价高达100亿美元 , 历经20多年研发 , 全球14国家合作 。 可以说很多人的整个职业生涯 , 都在建造韦伯太空望远镜 。
太阳帆被撕裂 , 真空实验时螺丝消失 , 韦伯望远镜的研发历程 , 充满不确定性 , 还因多次延期差点在2011年被国会砍掉 。
美国宇航局称 , 从发射到它真正开始工作的六个月期间 , 它还要面临344次单点失败的可能性 。 纽约时报在发射时 , 甚至开玩笑说:“韦伯发射前 , 天文学家们的早餐在吃什么?答案是他们的手指甲 。 ”
对极限的挑战 , 也会伴随着意想不到的收获 , 一项新制冷技术 , 在韦伯太空望远镜的研发过程中被发明 , 只要韦伯能正常的通过太阳风接收电能 , 理想状况下工作寿命能达到10年 。 而且根据最近NASA估计 , 它很有可能可以超常服役20年 。
本期《硅谷101》主播泓君 , 与客座主播哈佛-史密森天体物理中心博士后龙凤 , 对话美国亚利桑那大学天文学与天体物理学博士、詹姆斯韦伯科学团队成员吕建伟 , 一起聊聊外天文望远镜的历史传承 , 以及詹姆斯韦伯太空望远镜将面临的挑战 。
(关于星链是否影响韦伯工作 , 请见我们上一期报道《锁死地面天文观测 , 马斯克的星链为何被天文学者深恶痛绝?》)
01詹姆斯韦伯:更大 , 更贵 , 更强的太空望远镜
《硅谷101》:建伟现在属于詹姆斯韦伯团队的一员 , 你可不可以跟大家介绍下你参与了哪些方面的工作?
吕建伟:我目前是在亚利桑那大学天文系的詹姆斯韦伯科学项目组里 , 从事博士后阶段的研究 。
平时我的研究方向是——通过红外波段 , 研究宇宙中超大质量黑洞和各种星系的特征 。 我自己也参与了若干詹姆斯韦伯的观测项目 。 观测目标从我们所在银河系中心的黑洞 , 一直拓展到宇宙中最遥远的类星体 。 所以宇宙不同年龄的各种天体我们都会进行一些系统的研究 。
最近在做一些詹姆斯韦伯正式观测前的准备 , 包括数据模拟、工具开发以及背景科学的研究等 。 詹姆斯韦伯是人类有史以来最庞大的天文学项目 , 耗资超过了100亿美元 。
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图|詹姆斯韦伯太空望远镜图源:NASA
韦伯的口径大概有6.5米 , 镜面由18块小镜子拼接而 。 它是一个红外波段的望远镜 。 去年圣诞节刚刚被发射 , 目前正在前往最终目的地——拉格朗日L2点 。 这个点距离地球大概150万公里 , 比月亮还远3倍左右 。
《硅谷101》:为什么它上太空会有如此重大的意义?它上去了以后可以解决什么问题呢?
吕建伟:首先 , 它比之前所有的空间太空望远镜都要大很多 。 此外 , 它工作的红外波段 , 特别适合一些关于宇宙起源和生命起源方面的科学研究 。
按照NASA的讲法有四大科学目标 。