来自130亿光年外，韦伯望远镜的五张照片，揭秘宇宙的真实大小

发布者：会剃头的兵 2023-11-6 18:43

哈勃望远镜升空六年后，美国宇航局开始向全国招标，筹备新式极端精密的空间望远镜计划，并以NASA第二任局长詹姆斯.韦伯来命名计划名称。

由于开发时遇到许多困难，导致发射日期整整拖延了十四年，资金也狂飙到上百亿美元，不过也因更庞大镜片和更先进的仪器，收获了史上最强望远镜的称号，虽然中途意外不断，最后也终于成功抵达了拉格朗第二日点的太阳轨道上。

经过半年的调试准备后，万众瞩目的韦伯望远镜于7月12日公布了它的第一批全彩图像。这是迄今为止，人类能够观测到的宇宙最遥远，最清晰的红外图像。

相比哈勃望远镜，韦伯的优势还在于波长范围，宇宙的红移现象十分明显，但哈勃的波长范围主要为90-2500纳米的可见光，而韦伯的波长范围达到了600-28500纳米的红外线，所以我们能看到更古老更遥远的宇宙。

那么这次公布的第一批照片透露了什么信息？

人类究竟看到了多远？

作为第一批科学影像，韦伯这次公布的四张照片分别对应了四个主题：早期宇宙，星系演化，恒星的生命循环和系外行星，其中早期宇宙就包括了首张深场图像，深场指的是对天空中极小的区域极限放大并进行长时间曝光，观测到宇宙最深处的景象。

这张照片被亲切地称为“韦伯第一深场”，是迄今为止最清晰最遥远的宇宙红外图像，图中的星系编号为SMACS 0723，来自距离地球51.2亿光年外的一个星系团，画面中的黄白色天体实际上是上千星系共同发出的光芒。

由于光的速度有限，我们看到的实际上是SMACS 072346亿年前的样子。在它发出这束光时，太阳系刚刚形成，地球还处于熔融状态。

图中除过中央包含了成千上万个星系的SMACS 0723星系团以外，还包括有史以来观测到最远，最微弱的的天体。

仔细观察图中可以发现，在SMACS 0723星系团周围有一些弯曲的弧线，似乎光线被拉长变形了，这些弧线的光来自宇宙更遥远更深的星系，最远的光已经在宇宙中穿行了130多亿年，我们能看到这么遥远的星系，还要归功于引力透镜效应。

一个天体的质量越大，引力就越大，这也是我们为什么能够站在地球上，而不是飘向太空的原因，引力同时也会扭曲时空，就像SMACS 0723质量庞大的星系团扭曲了周围时空，把整个星系团变成了放大镜一样。

当它后面更远更古老的星系发出的光线通过SMACS 0723时，就会发生偏折和聚焦，最终形成了图中无数弧形的扭曲影像。

但在这张深场照片里，许多闪烁着不同颜色的星系和天体组成了万花筒，宇宙变得有些拥挤了，然而这只是天空中极其微小的一片区域，相当于把一粒沙子放在指尖，然后伸直手臂，从肩膀处看过去，沙子与地球的比例就像这片星系与天空的比例。

然而这还只是整个宇宙中极其微小的一部分，真实宇宙的大小早已超出了我们的认知和想象力，那么真实的宇宙到底有多大？

现代宇宙学认为，宇宙诞生于138亿年前的奇点大爆炸，爆炸30万年后逐渐形成了氢氦等原子，宇宙的主要成分也是气态物质，直到宇宙大爆炸的92亿年后，现在太阳系位置的原始星云在引力的作用下汇聚到了一起，才形成了太阳。

又过了近百万年，太阳剩下的物质边角料形成了八大行星和太阳系其余所有物质。这时的地球刚刚诞生，还处于极不稳定的阶段，小行星的撞击接二连三，地表完全呈熔岩态，又过了42亿年，原始海洋中开始逐渐诞生命，随后各种生物在历史的长河中更迭演变。而人类则在20万年前才刚刚出现。

如果把宇宙138亿年的历史浓缩成成一天，那么人类在一天中的最后一秒才出现。

太阳系只是银河系中普通又渺小的一个星系，而人类目前飞得最远的飞行器至少还要两万年才能飞出太阳系，7万年后才能达到距离太阳系最近的比邻星。

也许对人类来说，银河系已经够大了，人类文明最后有没有能力飞出银河系都是未知数，然而银河系也只是本星系群中的一员，和其他十几个星系没有区别。

本星系群又归属于室女座星系团，然后是拉尼亚凯亚超星系团，在直径2.5亿光年的范围内，别说太阳系，连银河系都像一粒尘埃。

就连目前直径930亿光年的可观测宇宙，也只是人类能看到的极限，更远更深的空间还隐藏在不断扩张的黑暗中。