“鸽王” 韦伯上天之前，你需要知道这些 ?伯望远镜在ChamberA进?测试|图源

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?伯望远镜在ChamberA进?测试|图源：NASA/ChrisGunn
导读
几经延宕、多次延期之后，我们终于能站在2021年的发射节点，见证“鸽王”韦伯望远镜飞翔的历史性时刻。
撰文|王一苇
【“鸽王” 韦伯上天之前，你需要知道这些】责编|冯灏
今年圣诞节，全世界的天文学家们大概都过不安稳。
他们的心悬在南美洲北部法属圭亚那的海滨城市库鲁——在那里，詹姆斯·韦伯空间望远镜（JamesWebbSpaceTelescope ，以下简称韦伯望远镜）预计将随着欧洲空间局的阿丽亚娜5号（Ariane5）火箭于美国东部时间12月25日早晨7点20分（北京时间12月25日晚8点20分）升空，前往距离地球150万公里的太空开展观测。

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图1已经完成了所有组装和所有测试的詹姆斯·韦伯望远镜|图源：NASA/ChrisGunn
韦伯望远镜承载着几代天文学家对揭开宇宙终极谜题的期待。宇宙的边界在哪里？太阳系外有外星人吗？韦伯或许能够找到这些问题的答案。
“它是一个开启新时代的仪器，比以前的仪器强大太多了。 ”北京大学科维理天文与天体物理研究所研究员江林华说。
他说，韦伯也许还会带来超越人们想象力边界的发现。 “当一个强大的工具摆在你前面的时候，很多东西是未知的。也许韦伯上天几年之后，我们会发现远超我们想象的一些东西。哈勃望远镜就是一个例子，人们从来没想象过哈勃会产生这么多的成果，能观测接近可视宇宙的边缘。 ”

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图2韦伯望远镜（左）和哈勃望远镜（右）对比|图源：NASA官网
韦伯望远镜的发射，是“千呼万唤始出来” 。
从构想提出到定下最终发射时间，历经30余年，最早一批参与韦伯望远镜构想的青年科学家，如今已年近古稀。
韦伯因此被戏称为“鸽王”：其预定的发射日期多次延宕，项目经费也如滚雪球般膨胀，从最初的5亿美元预算一路提高到100亿美元，甚至挤掉了美国宇航局（NASA）多个大型项目，以至于美国天文学界称之为“吃掉了天文学的望远镜”[1] 。
韦伯将带来什么样的发现？这一耗费巨大人力物力、承载了太多期望与梦想的项目，最终能否证明它的价值？
能看到“宇宙黎明”的时间机器
主流的天文学理论认为，宇宙诞生至今已过了约137亿年。在最初的大爆炸（BigBang）后，宇宙经历了一段黑暗时期（DarkAge），然后，第一颗恒星诞生了，更多的星系也随之而来。这些蕴含巨大能量的天体早在地球诞生之前就已经在宇宙中闪烁。
地球诞生在45.4亿年前，随着宇宙持续膨胀，星系不断离我们远去。最早诞生的那些星系离我们也最远。它们向外热辐射产生的光经过上百亿年的长途旅行到达地球、进入天文学家们的望远镜时，不仅十分暗弱，而且因为宇宙膨胀造成的“红移”现象，这些光的波长改变，由紫外线和可见光变成了红外线。
要观测这些光线，就需要能观测红外波段、且清晰度高的望远镜。
由于地球上的大气会阻挡来自太空的大部分红外线，地面望远镜观测红外波段的能力非常有限。在太空中放置望远镜成了唯一的选择。
1990年上天的哈勃望远镜在宇宙早期星系的观测上贡献颇多，目前人类观测到的宇宙最古老星系GN-z11就是由它拍摄到的，但哈勃在红外波段的观测仍然十分有限。哈勃主要探测的是光谱上波长从0.1到0.8微米的紫外线和可见光，和部分波长在0.8到2.5微米的红外光。