当韦伯望远镜传回的第一张全彩深空照片出现在屏幕上时,全世界的天体物理学家们并非欢呼雀跃,而是陷入了集体且长久的沉默。
那种沉默,是认知崩塌的声音。
这台机器严格来说已经不仅仅是一架望远镜,它是一台真正的“时光机”,由于光速的限制,我们看到的越远,看到的就是越古老的过去,韦伯的视力足以穿透 134 亿光年的尘埃,直视宇宙大爆炸后仅 4 亿年的瞬间。
按照人类原本笃信的“大爆炸宇宙论”,那时的宇宙应该像个刚出生的婴儿,混乱、炽热、只有零星不成型的气体云,然而韦伯传回的照片却给了人类狠狠一记耳光:134 亿年前的宇宙里,居然坐满了“成年人”。
那些本该还在襁褓中的星系,竟然已经发育得极其成熟,拥有完美的螺旋结构,有些甚至比今天的银河系还要巨大,只有两种解释:要么这些星系集体穿越了,要么人类引以为傲的宇宙模型,从根儿上就大约算错了。
推翻宇宙论只是韦伯疯狂表演的开始,但这台机器本身的存在,就是一个工程学上的奇迹,甚至是一场拿人类航天信誉做赌注的豪赌。
它距离地球 150 万公里,位于第二拉格朗日点,这是月球距离的 4 倍。当年的哈勃望远镜坏了,因为离得近,美国还能派航天飞机上去修给它换眼镜,但韦伯不一样,它一旦发射,就再也回不了头,没有任何飞船能飞那么远去维修,也没有任何宇航员能去那里拧螺丝。
这相当于人类耗资 100 亿美元造了一台完全没有售后的相机,往深空一扔,赌的就是它永远不出故障。
真正让工程师头皮发麻的,是韦伯那变态的工作环境,韦伯的核心任务是捕捉红外线。因为宇宙膨胀,古老星系发出的光线被拉长成了红外线,而且红外线能穿透宇宙尘埃,但任何物体只要有温度就会辐射红外线。
想象一下,你想用体温枪去测量 1000 米外的一只萤火虫的体温,但你手里的体温枪本身却在发高烧。你测出来的全是你自己的体温,根本看不见萤火虫。
为了看见 134 亿年前的那只“萤火虫”,韦伯必须将自身冷却到 零下 223 摄氏度 的极低温度,于是科学家给它穿了一件由聚酰亚胺制成的“金钟罩”,五层巨大的遮阳板。
这块遮阳板展开后有网球场那么大,每一层却薄得像头发丝,哪怕被一颗小沙粒击穿,隔热效果都会大打折扣,但这五层薄膜创造了物理学奇迹:在面向太阳的一面,温度高达 85 摄氏度,足以煮熟鸡蛋;而在背向太阳的一面,温度骤降至 零下 233 摄氏度,能冻结氮气。
这台机器,将在未来十年里,每一分每一秒都同时承受着地狱般的酷暑和深空的极寒,且两面温差高达 300 度。
除了怕热,韦伯还面临一个物理难题:它太大了,它的主镜直径达到 6.5 米,比七层楼还要高。人类现有的任何火箭整流罩都装不下这么大的镜子,于是工程师们想出了航天史上最疯狂的方案:折叠。
他们将主镜切割成 18 块六边形的铍镜片,镀上黄金,像折纸一样折叠起来塞进火箭,但这还不是最难的,最难的是到了太空后的“变形”过程。这 18 块镜片展开后,必须拼成一个完美的曲面,其精度误差不能超过 10 纳米。
整个展开过程被分解为 344 个关键步骤。这被称为“344 个单一故障点”,只要其中任何一个卡扣没弹开、任何一根线缆被卡住,百亿美元就会瞬间变成太空垃圾,没有备用方案,没有第二次机会。
2022 年正式开机后,韦伯就像开了挂一样,疯狂刷新人类的三观,首先是发现了理论上不该存在的“暗星”候选体,这些亮点亮度堪比整个星系,但可能只是一颗由暗物质湮灭驱动的超级恒星,如果证实,这将是物理学百年来最大的突破。
它在木星的卫星,木卫二的冰层表面探测到了二氧化碳,这暗示着冰层下的液态海洋中可能正在发生化学反应,而那是生命诞生的基础,2025 年,韦伯在距离我们最近的恒星系统,,半人马座阿尔法星,锁定了一颗位于宜居带的行星,那里的条件可能允许液态水存在。
然而这位伟大的探险家,从出发的那一刻起,生命就开始了倒计时,不同于哈勃可以在近地轨道利用磁场调整姿态,韦伯在 L2 点必须消耗燃料来维持位置和朝向,它携带的燃料大约只能维持 10 年,也许能撑到 20 年,燃料耗尽的那一天,就是任务结束的一刻。
面对韦伯传回的颠覆性数据,天体物理学家们并没有逃避,而是开始重新审视和修正现有的宇宙模型,一些科学家提出,可能存在一种“早期宇宙快速膨胀”的机制,让星系在短时间内完成了快速演化,另一些科学家则认为,暗能量的作用可能比之前预测的更强,加速了星系的形成过程。
虽然新的理论尚未形成共识,但韦伯带来的冲击,无疑推动了宇宙学的进步。正如诺贝尔物理学奖得主亚当·里斯所说:“科学的进步,往往不是来自对现有理论的证实,而是来自对现有理论的颠覆。韦伯的出现,让我们意识到,人类对宇宙的了解,还只是冰山一角。”
现在韦伯望远镜还在持续“挨打”,2022 年 5 月,一颗微流星体高速撞击了主镜的 C3 镜片,留下了永久性的损伤,这种撞击在未来只会越来越多,韦伯就像一位在枪林弹雨中坚持拍摄的战地摄影师,早已做好了牺牲的准备。
十年后当韦伯完成最后一次观测,它将永远漂浮在那个寒冷、寂静、距离地球 150 万公里的深空。它不会回来,也不会有墓碑,但它传回的每一张照片,都将成为人类文明史上永恒的纪念碑。
或许在未来,人类会发射更先进的望远镜,超越韦伯的观测极限,或许人类会找到更精准的宇宙模型,彻底解开当前的困惑,但韦伯的贡献永远不会被遗忘,它就像一位先行者,在漆黑的宇宙中点亮了一盏灯,为后来者照亮了探索的道路。
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