天文學家們是一幫最閑不住的人!1989年,在大名鼎鼎的哈勃望遠鏡僅有1年就要走馬上任之際,天文學家們竟然又坐在一起,籌劃起哈勃望遠鏡的接班人啦。哈勃望遠鏡若是個人,會有多郁悶?
二十多年過去了,退休年齡一再被延長的哈勃望遠鏡又郁悶了,其多次提出要一頭扎向美麗的太平洋,結束常年不分晝夜“咔咔咔”給宇宙不停按快門的職業生涯,無奈,全被駁回。而這還是因為他的接班人——詹姆斯·韋伯望遠鏡。
它比前任強一百倍
圖為哈勃與韋伯望遠鏡主鏡面大小比較。
韋伯望遠鏡目前最亮的頭銜就是“哈勃望遠鏡的接班人”,可以想象,要是連這個頭銜都沒了,誰知道它是哪根蔥?然,一旦踏上舞臺,韋伯望遠鏡就會像躲避瘟神一樣躲避這個早期的頭銜。因為,他的能力和水平將超出哈勃100倍。就像上任后的獅子不會說:喵,我是喵星人的接班人。
哈勃的工齡實在是太長了,歷經5次大修,且它的某些部件老舊得像古董,如仍在使用英特爾486處理器。因此美國宇航局NASA迫切需要新一代的天文望遠鏡,這便是韋伯望遠鏡。
圖為2009年航天飛機對哈勃進行維修的的情景,藝術圖。
諾貝爾物理獎獲得者約翰·馬瑟,是韋伯望遠鏡項目的資深科學家,他已為其付出了近20年的心血。用他的話說:“‘哈勃’是將未知事物展現于人類面前,挑起了我們的求知欲;而關于這些事物的答案,我們要靠韋伯望遠鏡去探索。”
嘿,這有點類似于是說,哈勃你拍了很多UFO照片,我卻能告訴你這些不明物體到底是什么!
圖為韋伯望遠鏡的主鏡面,材料為鈹,最后還要覆蓋一層黃金。
它能干嘛?去拍拍宇宙的嬰兒照
我們雖不能回到過去,但絕對能看到過去。而且不難!實際上我們目之所及,都是過去的事兒。你此刻看到初升的紅太陽,那其實是八分鐘前的太陽。你看到正眨巴著眼的北極星,那也不是此刻的北極星,是它400年前的樣子。
我們看得越遠,就越能看到更遙遠的過去。若說哈勃能看到宇宙的童年期,那么現在,天文學家們更雄心勃勃,打算窮盡世間技術,以便讓韋伯望遠鏡去看看宇宙的嬰兒期,一窺早期宇宙以及第一批星系形成時期的秘密。理論物理學家愛維·勒布說:”我們曾經丟失了這本相冊中的幾頁,而這些是了解第一縷光、第一批星系如何形成的最令人激動的幾頁。”
理論認為,在大爆炸的光輝褪去之后,宇宙進入了一個長期的”黑暗時代”。最終,低溫物質聚集坍縮形成了第一代恒星,出現了第一縷光。
“這是一個新的機遇。”諾貝爾獎獲得者John.C.Mather說道,”這是一塊從未被翻動過的石塊,誰也不知道它下面藏著什么。沒人知道大爆炸后所照亮的第一個物體是什么樣,而這是我們早就應該弄清楚的。”
要看到如此遙遠的地方,或者說要看到如此遙遠的過去,絕非易事。
眾所周知,可見光作為電磁波的一種,它若被壓縮,顏色就會變紫;若被拉伸,就會變紅,再拉伸,就會變成不可見的紅外。
因為大爆炸,各星系都在互相高速遠離,這種遠離會把可見光拉伸,于是,早期宇宙殘留的光傳到現在,已被拉伸了很多很多,為此,韋伯望遠鏡將要配備世界上靈敏度最高的紅外線傳感器、光譜器等。
圖為韋伯望遠鏡的主鏡面正在做低溫測試。
與地球并駕齊驅
為避開大氣層的干擾,哈勃望遠鏡跑到570千米的太空運行。而韋伯望遠鏡,它才不屑于只與大氣層躲貓貓,它將走得更遠。月球距地球雖有38萬千米,但它依然還是地球的衛星。而韋伯望遠鏡,它將在距地球150萬千米的地方上班,它成了太陽的衛星而非地球的。舍近求遠的目的是因為這個地方有點特殊,叫第二拉格朗日點,那是個神奇的地方,國內外很多精彩的科幻小說常把其當場景。
很容易就能發現,八大行星中,離太陽越遠的行星,繞太陽轉一圈需要的時間就越長,如海王星繞太陽一周需要164.8年。那么有沒有這樣的特殊情況?即,一個在地球外圍的小物體,因其繞日軌道比地球稍長,故其繞日周期比地球也稍長,但因為它在地球附近,所以地球對其始終有一個引力,這個引力不大不小,恰好拉了它一把,以致其能跟隨地球同步繞太陽公轉?有的,這便是第二拉格朗日點。
在這個地方,望遠鏡、地球和太陽基本上三點成一線,相對位置始終保持不變,且望遠鏡可以一直保持背向太陽和地球的方位,易于保護和校準,更易于隔絕來自太陽、地球和月球的熱量干擾,最后,因其受到其它星體的引力干擾最小,不必來回地調整方位,這意味著可以節省大量的燃料。也就是說,少量的燃料就可以讓望遠鏡在第二拉格朗日點長期駐留。
韋伯望遠鏡的后面永遠是月球、地球和太陽,它能非常好地隔絕來自這三者的各種干擾。
問題來了,何時發射?
“別提了,說出來全是淚!”韋伯望遠鏡說,“本來哈勃老哥2010年退休。可誰知,他大修一次后,我就被推遲到2013年上任。實際上哈勃他總共大修五次啦!”
“更傷心的是,因財政預算緊張、項目超支等問題,2011年7月,美國眾議院投票決定:在2012年的預算案中,終止為我撥款,……”
“還好。”韋伯忍不住又說,”天文學家們積極行動起來,紛紛呼吁國會恢復對我的支持。作為妥協,2011年9月,NASA制定了一個2018年發射的新計劃,這才換來了國會對我的重新支持。好個傷心的2018!不說了,我的眼睛又濕潤了。”
對此,美國宇航局NASA有話說:“嗨,韋伯老弟,哈勃雖然被大修了五次,但你知道嗎?它離地球只有570千米,乘坐飛船去維修它雖然代價高昂,但也是一件可行的事。而你……要是壞了!”NASA的眼睛也濕潤了,“真的,我們除了抱在一起痛哭一場外,真的很難再有其它補救措施。所以,請理解,我們為了你絕對的高可靠性,而在時間上做出的犧牲。”
嘿,對以上問題,天文學家們才不管呢,因為他們是一群不知疲倦的人——在韋伯望遠鏡還沒升空的今天,據說他們又開始計劃韋伯的接班人了!
經此一次,NASA想必應該懂得了這個道理:你要不給天文學家們找點事做,他們就會給你找事做