科学家们想用韦伯看到宇宙的开始。 这怎么可能？

包含来自哈勃太空望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜的数据的组合光学/中红外图像。 它呈螺旋状。 （图片来源：ESA/Webb、NASA 和 CSA、J. Lee 和 PHANGS-JWST 团队；ESA/Hubble 和 NASA，R. Chandar。致谢：J. Schmidt）

7 月 12 日，詹姆斯韦伯太空望远镜 (JWST) 发布了其首张照片，创造了历史：一张镶满宝石的照片，被誉为有史以来拍摄的宇宙最深照片。

除了比之前的任何天文台看得更远之外，詹姆斯韦伯太空望远镜的镜子还有另一个技巧：它可以比任何其他望远镜回看更远的时间，观察遥远的恒星和星系，就像它们在 135 亿年前出现时一样，不久 在我们所知的宇宙开始之后。

这怎么可能？ 一台机器如何“回到过去”？ 这不是魔术。 这只是光的本质。

“望远镜可以是时间机器。在太空中眺望就像是在回顾过去，”美国宇航局的科学家在 WebbTelescope.org上解释道。 “这听起来很神奇，但实际上非常简单：光需要时间穿越遥远的太空才能到达我们。”

美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄了迄今为止最深、最清晰的遥远宇宙红外图像。 这张被称为韦伯第一深场的星系团 SMACS 0723 的图像充满了细节。 （图片来源：NASA、ESA、CSA 和 STScI）

你看到的所有光线——从远处星星的闪烁到几英尺外台灯发出的光芒——都需要时间才能到达你的眼睛。幸运的是，光线移动的速度非常快——大约 6.7 亿英里/小时（10 亿公里/小时）——所以你永远不会注意到它从台灯传播到你的眼睛。

然而，当你观察数百万或数十亿英里之外的物体时——就像夜空中的大多数物体一样——你看到的光已经走了很长很远的路才到达你身边。

以太阳为例。地球的母星平均距离我们 9300 万英里（1.5 亿公里）。这意味着光从太阳传播到地球大约需要 8 分 20 秒。所以，当你看太阳时（尽管你永远不应该直视太阳），你看到的是 8 多分钟前的样子，而不是现在的样子——换句话说，你看到的是 8分钟过去。

光速对天文学非常重要，以至于科学家们更喜欢使用光年而不是英里或公里来测量太空中的远距离。一光年是光在一年内可以传播的距离：大约 5.88 万亿英里，或 9.46 万亿公里。例如，北极星北极星距离地球约 323 光年。每当你看到这颗恒星时，你看到的都是 300 多年前的光。

这片“山脉”和“山谷”点缀着闪闪发光的星星的景观实际上是船底座星云中一个名为 NGC 3324 的附近年轻的恒星形成区域的边缘。 这张由美国宇航局新的詹姆斯韦伯太空望远镜在红外光下拍摄的图像首次揭示了以前不可见的恒星诞生区域。 （图片来源：NASA、ESA、CSA 和 STScI）

因此，您甚至不需要花哨的望远镜就能及时看到过去；你可以用自己的肉眼来做。但要真正深入了解过去（例如，回到宇宙的开始），天文学家需要像 JWST 这样的望远镜。 JWST 不仅可以放大遥远的星系以观察来自数百万光年外的可见光，而且还可以拾取人眼不可见的光波长，例如红外波。

许多事物，包括人类，都会以红外线能量的形式散发热量。这种能量是肉眼无法看到的。但是，当使用正确的设备观察红外波时，它们可以揭示宇宙中一些最难发现的物体。据美国宇航局称，由于红外辐射的波长比可见光长得多，因此它可以穿过密集、尘土飞扬的太空区域而不会被散射或吸收。许多太远、太暗或被遮挡而无法看到可见光的恒星和星系发出的热能可以被检测为红外辐射。

这是 JWST 最方便的技巧之一。使用其红外传感仪器，该望远镜可以窥视太空中尘土飞扬的区域，以研究 130 亿年前宇宙中最古老的恒星和星系发出的光。

这就是 JWST 拍摄其著名的深场图像的方式，这就是它将如何尝试追溯更远的时间，直到大爆炸后的最初几亿年。望远镜将揭示的恒星今天可能实际上早已死亡，但随着它们古老的光芒在宇宙中进行漫长的旅程，JWST 将我们凡人的眼睛视为独一无二的时间旅行展示。