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詹姆斯·韦伯太空望远镜真的能看到过去吗?

作者:julie20098

科学家们想用韦伯望远镜来观察宇宙的起源。这怎么可能?

詹姆斯·韦伯太空望远镜真的能看到过去吗?

这张综合了哈勃太空望远镜和詹姆斯·韦伯太空望远镜数据的光学/中红外图像。它呈螺旋状。

7月12日,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)发布了它的首张照片,创造了历史:一张布满珠宝的照片,被誉为迄今为止拍摄的宇宙最深处的照片。

詹姆斯·韦伯太空望远镜除了比以往任何一台望远镜都能观测到更远的太空之外,它的镜子上还有另一个技巧:它比其他任何一台望远镜都能观测到更久远的时间,观察到135亿年前遥远的恒星和星系出现的时候,也就是我们所知的宇宙开始后不久。

这怎么可能呢?机器如何能“回顾过去”?这不是魔术,这就是光的本质。

望远镜可以是时间机器。在太空中眺望就像在回顾过去。这听起来很神奇,但实际上很简单:光需要时间穿越遥远的空间到达我们这里。

詹姆斯·韦伯太空望远镜真的能看到过去吗?

美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄了迄今为止最深邃、最清晰的遥远宇宙红外图像。

你看到的所有光——从远处星星的闪烁到几英尺外台灯发出的光,都需要时间才能到达你的眼睛。幸运的是,光的移动速度惊人——大约6.7亿英里/小时(10亿公里/小时),所以你永远不会注意到它从台灯到你的眼睛。

然而,当你观察数百万或数十亿英里以外的物体时,就像夜空中的大多数物体一样,你看到的光经过了很长很长的路才到达你这里。

以太阳为例。地球的母星距离地球平均9300万英里(1.5亿公里)。这意味着光从太阳到地球需要8分20秒。所以,当你看太阳时(尽管你不应该直接看太阳),你看到的是它在8分钟前出现的样子,而不是它现在出现的样子——换句话说,你看到的是8分钟后的样子。

光速对天文学来说是如此重要,以至于科学家们更喜欢用光年而不是英里或公里来测量太空中的距离。一光年是光一年可以传播的距离:大约5.88万亿英里,或9.46万亿公里。例如,北极星距离地球约323光年。当你看到这颗恒星时,你看到的光已经有300多年的历史了。

詹姆斯·韦伯太空望远镜真的能看到过去吗?

这张照片是詹姆斯·韦伯太空望远镜在红外光下拍摄的,它首次揭示了以前看不见的恒星诞生区域。

所以,你甚至不需要一个昂贵的望远镜就能看到过去;你可以用肉眼看出来。但要想真正观察遥远的过去(比如,回到宇宙的起源),天文学家需要像JWST这样的望远镜。JWST不仅可以放大遥远的星系,观察数百万光年外的可见光,还可以捕捉人眼看不见的光波,比如红外波。

许多东西,包括人类,都以红外线的形式散发热量。这种能量是肉眼看不到的。但是,当红外波用合适的设备观察时,它们可以揭示宇宙中一些最难发现的物体。据美国国家航空航天局称,由于红外辐射的波长比可见光长得多,它可以穿过太空中密度大、尘土多的区域而不被散射或吸收。许多恒星和星系由于太远、太暗或太模糊而不能作为可见光看到,它们发出的热能可以作为红外辐射被探测到。

这是JWST最方便的技巧之一。通过红外传感仪器,该望远镜可以穿透太空尘埃区,研究130多亿年前宇宙中最古老的恒星和星系发出的光。

这就是JWST拍摄著名深空图像的方式,这也是它试图观测更久远时间的方式,即大爆炸后的最初几亿年。望远镜将揭示的恒星可能在今天已经死去很久了,但当它们古老的光在宇宙中进行漫长的旅行时,JWST为我们凡人的眼睛带来了一场独一无二的时间旅行展示。

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