詹姆斯韦伯太空望远镜真的能看过去吗？

By Brandon Specktor

2022/9/21

科学家们要用韦伯来看这个宇宙的开始。这是怎么可能的呢？

一个结合了光学/中红外的图像特征来自哈勃太空望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜的数据。它处在一个螺旋模式中。 (Image credit: ESA/Webb, NASA & CSA, J. Lee and the PHANGS-JWST Team; ESA/Hubble & NASA, R. Chandar. Acknowledgement: J. Schmidt)

7月12日，詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）通过发布它的首张图像做出了历史：一张充满珠宝的已经被吹捧为从来拍摄的宇宙的最深的照片。

除了比它之前的任何天文台跨空间看的更远，詹姆斯·韦伯太空望远镜有另一个靠它的镜子的技巧：它能在时间中比其他望远镜进一步往回去看，观察遥远的恒星和星系就像它们出现在135亿年前一样，如我们知道的宇宙的开始不久之后。

这是怎么可能的那？一台机器怎么能“看回时间中”呢？这不是魔法；这只是光的本质。

望远镜能是时间机器。远望太空就像看回时间中一样，美国宇航局的科学家在韦伯网站（WebbTelescope.org）上解释道，“这听起来神奇的，但它实际上是非常简单的：光需要时间来旅行穿越广袤的空间距离来到达我们”。

美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜已经产生了迄今为止遥远宇宙的最深、最清晰的红外图像。这张被称为韦伯的第一个深场的星系团SMACS 0723的图像正在溢流细节。. (Image credit: NASA, ESA, CSA, and STScI)

你看到的所有光------从远处的星星闪烁到来自你几英尺外的台灯发出的光芒------要用时间来到达你的眼睛。幸运的是，光速度惊人快的移动------大约每小时6.7亿英里（10亿km/h）------因此你将永远不会注意到它从台灯旅行到你的眼睛。

然而，当你观察数百万或数十亿英里外的天体时------就像在夜空中的大多数天体一样------你正在看已经旅行了很长很长的路来到达你的光。

以太阳为例。例如地球的家恒星位于一个平均9300万英里（1.5亿公里）外。这意味着光从太阳旅行到地球大约要用8分20秒。因此，当你观察太阳时（虽然你永远不应该直接看太阳），你正在看它就像它8分钟多前的样子一样而不是就在现在的样子------换句话说，你正在看进过去8分钟。

光速对天文学是如此重要以至于科学家们更喜欢来用光年而不是英里或公里来测量太空中的伟大距离。一光年是光在一年内能旅行的距离：大约5.88万亿英里或9.46万亿公里。例如，北极星位于距离地球约323光年。每当你看这颗恒星时，你正在看已经是300多岁老的光。

这片山脉和山谷的点缀闪闪发光的恒星的景观实际上是在船底座星云中一个附近年轻的叫NGC 3324的恒星形成区域的边缘。这张照片由美国宇航局的新太空望远镜詹姆斯·韦伯太空望远镜用红外线拍摄，首次揭示以前不可见的恒星诞生区域。 (Image credit: NASA, ESA, CSA, and STScI)

因此你甚至不需要一个花哨的望远镜来看回过去；你能用你自己的肉眼做它。但来真正的远看进过去（就说回到宇宙的开始），天文学家需要像詹姆斯韦伯太空望远镜一样的望远镜。詹姆斯韦伯太空望远镜不仅能放大遥远距离上的星系来观察来自数百万光年外的可见光，而且它还能拾起对人类眼睛是不可见的光的波长，比如红外波。

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包括人类在内的许多东西以红外能量发射热。这种能量不能被裸眼看到。但当用正确的设备观望红外波时，它们能揭示宇宙中一些最难来发现的天体。按照美国宇航局，因为红外辐射有一个比可见光做的远更长的波长，它能不被散射或吸收穿透密集的、尘埃的太空区域。许多恒星和星系来看太远、太微弱或太模糊，因为可见光发射能被探测为红外辐射的热能。

这是詹姆斯韦伯太空望远镜最巧妙的技巧之一。用它的红外传感仪器，该望远镜能窥视过太空的尘埃区域来研究130亿年前被宇宙中最古老的恒星和星系发射的光。

这就是詹姆斯韦伯太空望远镜怎样拍摄了它的著名的深视场图像的，也是它将怎样试图甚至看回时间中更久远的，回到大爆炸后的最初几亿年。望远镜将揭示的恒星实际上今天可能已经死亡已久，但随着它们古老的光做出穿越宇宙的漫长旅程，詹姆斯韦伯太空望远镜待遇我们凡人的眼睛成一种时间旅行显示器。

Originally published on Live Science.

https://www.livescience.com/james-webb-telescope-see-the-past