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宇宙大爆炸究竟如何发生？宇宙真正延伸了多远？人类在宇宙中是否是孤独的？
在不远的未来 ， 哈勃望远镜继任者詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST） ， 或将解答这些问题 ， 现在它交出了第一份答案 。
JWST 拍摄到了迄今为止最深、最清晰的遥远宇宙红外图像 ， 也是它服役以来第一张全彩色图像 。
以红外成像为眼 ， 观测未知的古老宇宙 图中是 46 亿年前出现的星系团 SMACS 0723 ， 包含了数千个星系 。
它由 JWST 的近红外相机（NIRCam）拍摄 ， 用不同波长的照片合成 ， 收集所有照片总共耗费了 12.5 个小时 ， 若交给哈勃望远镜则需要数周时间 。
▲ 图片来自：NASA
美东时间 7 月 11 日下午 ， NASA 局长 Bill Nelson 在白宫的最后一分钟特别简报会上公布了这张照片：
总统先生 ， 如果您将指尖上的一粒沙子放在一臂远的地方 ， 那就是您所看到的宇宙的一部分 。
但图中的星团十分巨大 ， 甚至弯曲了它们周围的空间和时间 ， 结果呈现出一种「引力透镜」的现象 ， 放大了星团背后更遥远的星系 。
图中其中一些星系发出的光已经行进了 130 亿年 ， 才能到达望远镜面前 。
JWST 不仅会对目标天体成像 ， 而且还能将光分解成不同的波长 。
因此 ， JWST 不仅可以聚焦遥远的星云、星系团甚至系外行星 ， 让我们看清以前从未见过的微小结构 ， 还可以帮助研究人员了解星系的质量、年龄、历史和成分 。
▲ 图片来自：NASA
这主要是因为 ， JWST 的原理与哈勃等望远镜不同 ， 它基于红外成像 ， 观测人眼不可见的电磁光谱区域（红外区域）发出的光 。
发挥作用的是近红外光谱仪（NIRSpec）、中红外仪器（MIRI）、近红外相机（NIRCam）、近红外成像仪和无缝摄谱仪（NIRISS）这四种科学仪器 。
哈勃有部分红外探测能力 ， 但不如 JWST 。
▲ 哈勃观测猴头星云的可见光（左）和红外视图（右）. 图片来自：NASA and ESA
JWST 观测到的红外区域 ， 对于绘制我们宇宙的时间线至关重要——由于宇宙在不断膨胀 ， 最古老稀有的恒星 ， 以及被它们照亮的事物 ， 只会以红外光的形式出现在我们面前 。
天文学家希望使用 JWST 探索宇宙历史的每一个阶段 ， 从我们的太阳系内部到早期宇宙中最遥远的可观测星系 ， 再到介于两者之间的一切 ， 帮助人类了解宇宙起源、星系演化和我们在其中的位置 。
也就是说 ， 我们有望观测今天可见宇宙的初期状态 ， 看到在大爆炸后仅几亿年形成的首批星系 ， 彻底改变我们所知道的天体物理学 。
这张照片还只是预告 ， 北京时间 7 月 12 日 22 时 30 分 ， NASA 将直播发布更多全彩图像和数据 ， 包括星云、星系和太阳系外行星大气 。
迄今为止最昂贵的空间望远镜 ， 不允许任何失误 JWST 经过大约 25 年的发展 ， 于 2021 年 12 月 25 日发射升空 。
在此之前 ， 它经历了数十年的准备 ， 计划始于 1990 年代初期 ， 以 NASA 第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名 ， 预算为 5 亿美元 ， 在 2007 年投入使用 。
然而 ， JWST 的建造难度之大远远超出了 NASA 的预料 ， 由于项目存在很多工程延误和成本超支 ， JWST 在 2005 年进行了重大的重新设计 ， 发射时间一拖再拖 ， 直到 2021 年 JWST 终于有可能发射 。
20 个国家持续 25 年的投入、数万名科学家的倾力合作、各种挫折和多次推迟 ， 种种因素造就了史上最贵的空间望远镜 ， JWST 造价接近百亿美元 。
▲ 完全展开的 JWST（艺术渲染图）. 图片来自：NASA
前沿科学烧钱 ， 自然有烧钱的道理 ， 它包括了更大口径的镜片、10 纳米级别的镜面材料、大小相当于网球场的遮阳板等等 ， 其中很多是有且仅有的「孤品」 ， 必须要 100% 的正确率 。
简言之 ， 技术是突破性的 ， 研发是孤注一掷的 ， 体现在成本上也绝不是简单的线性增长 。
就算可以发射 ， JWST 太过庞大 ， 不能直接以完整形态发射到太空 ， 必须折叠起来才能安装在火箭上发射 ， 只能发射后在遥远的太空中完成各项调整 ， 还不允许任何失误 。
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