探索浩瀚宇宙的韦伯太空望远镜有多强？

美国太空总署（NASA）公开詹姆斯韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope，JSWT）拍下的首批全彩宇宙照片，为人类史上首张捕捉到最清晰、最遥远的宇宙星团照片。总统拜登（Joe Biden）对此更豪言：这些图像将提醒世人，美国可以做大事。究竟这个外形酷似一只鸡蛋仔的太空望远镜，为何会备受各界关注，它的性能、作用与此前的哈勃望远镜又有什么不同？

NASA表示，首张照片名为韦伯的首次深空，是人类史上第一次捕捉到深空宇宙画面的高分辨率图像，展现浩瀚银河奥秘，以及过去30年所投入的庞大科学研究成果。韦伯太空望远镜捕捉了46亿年前诞生的「SMACS 0723」星团，再利用星团的重力透镜效应，折射到来自更遥远的背景星系光线，最远可追溯到超过130亿年，仅较宇宙「大爆炸」年轻约8亿年。此外，NASA于昨日通过网上直播方式公布一系列韦伯望远镜回传的图像。

出席这次公开照片活动的拜登表示，这部望远镜是人类伟大的工程成就之一。在照片展出前表示，拜登指出这将是了解宇宙历史的新视窗，今天我们将看见透过那扇窗所照耀进来的第一束光，是来自其他世界、围绕在其他恒星的光，这让我感到十分惊讶」。他强调：「这些图像将提醒世人，美国可以做大事，也将提醒美国人，尤其是我们的子孙，没有任何事是超出我们能力以外的。

20年时间、百亿美元打造韦伯太空望远镜是NASA、欧洲太空总署和加拿大太空总署联合研发的红外线观测用太空望远镜，其造价约100亿美元（约785亿港元），为全球迄今最强大的太空望远镜。该计划原本打算耗费5亿美元并于2007年发射升空，惟因各种原因导致计划严重超支，发射时间亦多番延迟，最终于2005年规划与研发、2011年建造，并于去年12月25日才发射升空，展开为期十年的宇宙观测计划。

据悉，韦伯太空望远镜的概念，是于1989年的一个科学研讨会上首次被提起。2002年9月决定以韦伯命名，以纪念这位领导阿波罗登月计划的第二任NASA署长。韦伯望远镜工程副总科学家Nicole Straughn表示：当然我们不能保证会找到生命的迹象，但我们可以毫不夸张地说，这个望远镜绝对是我们在银河系寻找宜居行星迈出的巨大一步。

此一太空望远镜，重7吨，主镜直径6.5米，由18片以稀有金属铍制成的巨大六边形子镜构成；这个口径也是观测到宇宙大爆炸第一缕光线的最低要求。其主镜面积为哈勃太空望远镜五倍以上，灵敏度比哈勃望远镜强百倍。遮阳板面积相当于一个网球场。由于体型巨大，韦伯望远镜以折叠状态发射升空。

除了质量更轻外，为了增强反射光，镜面还镀上了一层很薄的黄金，厚度仅有120纳米，相当于人类头发厚度的200分之一，单单是这个涂层就花费了工程师六年的时间。还有每块镜片后面都装有7个马达，以便可以做到10纳米精度的镜片调整，望远镜不单是拼接式，还是折叠式，必须如同折叠伞一样才能装到发射火箭内，等到了轨道再打开，这意味望远镜需能经历火箭发射的颠簸，还要在激光的引导下，打开五层的遮阳板。这样的要求和难度，一点都不简单。

与哈勃太空望远镜有何分别？因此，科学界对其可能发现的宇宙奥秘兴奋不已。韦伯太空望远镜被视为哈勃太空望远镜的继任者，是设计用来更深入探索宇宙，包括能大大提高人类对「宇宙大爆炸」（Big Bang）后宇宙形成最早星系的了解。

然而，两者其实存在许多不同之处。首先，哈勃太空望远镜发射于1990年，故是80年代以前的科学产物，相反韦伯代表着21世纪的科学高峰，使用当今最先进的技术。

哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope，HST）的口径只有2.4米，聚光面积只有4.3平方米，远少于韦伯的25平方米。它最大极限可以看到宇宙大爆炸后4.8亿年的景象，而韦伯至少能够观测到宇宙诞生2亿年时的景象。另一点不同的是，韦伯的主体也不像哈勃呈筒状，而是在主镜下展开座席状的遮光板。这就是说，聚光部分和镜面部分全都裸露在外，因此观测范围非常宽阔。单从红外波段上的观测能力衡量，韦伯望远镜要比哈勃望远镜强大16倍。

还有运行的轨道不同。哈勃距离地表只有600公里，而韦伯则是距离地球150万公里的深空。该位置永久背对着地球，引力场相对稳定，也没有近地轨道的尘埃和垃圾影响，具有超好的观测位置和视野。

最后的不同是，哈勃由于基本上是近距离围着地球旋转，遇上故障损坏也可派太空员前往维修；而韦伯的距离相当于地球与月球距离的四倍，且背向地球，难以派员维修，故使用的技术必须足够先进和成熟，且完美极致，以减低报废的意外概率。

不过，韦伯和哈勃两个太空望远镜之间并不是竞争关系，而是互通有无、携手合作共同探索未知的宇宙。韦伯太空望远镜有两项主要科学任务，将占其观测时间的一半以上。第一项是探索宇宙历史的早期阶段，回顾大爆炸后的数亿年时光。天文学家希望借着韦伯了解星体和星系最初是如何形成的，以及它们是如何随时间演变。另一主要任务，则是发现太阳系外行星，并透过分析这些行星体的大气，来研究是否可能有生命存在。

此外，科学界希望韦伯有助破解困扰人类至今的宇宙大爆炸之谜。还有关于暗物质之谜，由于暗物质不跟任何电磁波产生作用，只是通过引力影响其他物质，故我们目前对其知之甚少，由于韦伯望远镜特殊镜面对光更加敏感，所以可以用来寻找暗物质的踪迹。

假如一切按计划进行的话，韦伯在未来十年内应该会对人类更深入了解宇宙奥秘将会发挥极为重要的作用，或能使人类对宇宙有更透彻的认识，还有机会发现地球以外适合居住的恒星。