[비즈한국] 記者的電腦桌面上,設為桌布的是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡所拍攝的“皮斯米斯(Pismis)24”星團照片。那深藍色的夜空下,雲霧繚繞著山峰般的夢幻景象,實際上呈現了無數恆星誕生的驚人瞬間。位於天蠍座方向、距離地球約5500光年的礁湖星雲中心,皮斯米斯24是人類已知距離最近、恆星誕生最為活躍的場所之一。得益於詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,人類得以追蹤發生在這裡的恆星誕生奧秘及其演化過程。

最近出版的《覺醒的宇宙》生動地講述了天文學“遊戲規則改變者”——詹姆斯·韋伯太空望遠鏡那跌宕起伏的誕生過程與驚人成就。“詹姆斯·韋伯太空望遠鏡”被公認為2020年以後人類取得的最偉大的科學成就之一。如果說“前輩”哈勃太空望遠鏡在30多年間透過觀測深空(Deep Field)、多個星系和超新星,拓展了天文學的視野,那麼詹姆斯·韋伯則將這一視野帶入了全新的維度。
與觀測可見光和紫外線區域的哈勃不同,詹姆斯·韋伯是一臺反射鏡更大、能夠觀測更遙遠宇宙(更古老的過去)的紅外線望遠鏡。由於宇宙正在加速膨脹,天體距離越遠,遠離我們的速度就越快。受多普勒效應影響,天體的光會發生紅移,從而進入紅外線區域。因此,要觀測最遙遠、最古老的宇宙,必須使用紅外線望遠鏡。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡正是為了尋找“最初的光”並揭示宇宙起源這一宏大目標而誕生的。

當然,達成這一目標絕非易事。詹姆斯·韋伯可以說是數千人耗費30年心血共同追求的宏大夢想,而將這一夢想轉化為現實的過程,簡直如同“噩夢”。最初的預算為10億美元,但隨著專案推進,費用最終飆升至100億美元(約14萬億韓元)。發射日期也從2007年一拖再拖,改至2014年、2018年,最終定於2021年。實際上,詹姆斯·韋伯飛向太空的日子,已經是2021年的聖誕節早晨,距離年底僅剩6天。
望遠鏡的製造過程也是接二連三的不可能挑戰。由於6.5米長的巨大反射鏡無法直接裝入火箭,科學家們想出了將鏡面分成18個六角形元件,並在太空中展開並拼接在一起的驚人創意。此外,為了消除需要在極低溫下工作的紅外線望遠鏡自身產生的熱量,他們還專門設計並製作了一個網球場大小的五層遮陽罩並在太空中展開。
在這個過程中,政治壓力、預算削減、技術故障接踵而至,甚至還遭遇了新冠疫情……詹姆斯·韋伯能夠克服重重困難最終飛向太空,本身就是人類潛能的有力證明。

2021年12月25日清晨,全球數百萬人觀看了詹姆斯·韋伯的發射直播。火箭發射成功了,但還有344道“鬼門關”在等著它。只要其中任何一個環節失敗,整個鉅額專案都將付之東流。從第一步太陽能板展開開始,最艱難的任務莫過於遮陽罩的部署,這需要107個釋放裝置、90條電纜和400個滑輪完美配合。遮陽罩花了整整一週時間才完全展開。幾天後,主鏡和次鏡也相繼開啟,呈現出完美的蜂窩狀。詹姆斯·韋伯終於睜開了眼睛!
1月24日,詹姆斯·韋伯終於抵達了目的地——拉格朗日L2點。此處距離地球150萬公里,是太陽和地球引力平衡的位置。得益於此,它能以最少的燃料維持軌道,並在地球后方幾乎不受太陽和地球強烈的紫外線輻射影響,從而清晰地拍攝星空。
兩個月後,NASA公佈了詹姆斯·韋伯拍攝的測試影象。雖然這只是一張名為“2MASS J17554042+6551277”的普通恆星照片,但其清晰度幾乎達到了理論極限。最令人驚歎的是它的背景:無數星系像寶石一樣鑲嵌在恆星周圍。詹姆斯·韋伯在測試階段就已經傳回了足以媲美哈勃深空拍攝的照片。
隨後,7月12日,詹姆斯·韋伯拍攝的首張SMACS 0723星系團深空影象正式釋出。更遙遠、更黑暗、更古老的星系清晰地呈現在世人眼前。在僅僅如同一粒沙子大小的天區中,包含了數千個130億年前早期宇宙的星系。
詹姆斯·韋伯正以更巨大、更清晰的眼睛改寫天文學史。如今,全球的天文學家們正在分析詹姆斯·韋伯的觀測資料,深入挖掘宇宙的奧秘。

《覺醒的宇宙》像紀錄片一樣生動地講述了詹姆斯·韋伯經歷的危機與挑戰時刻。而在每一個瞬間,都有“人”的身影。包括在哈勃發射前就提議開發後續望遠鏡的太空望遠鏡科學研究所所長裡卡多·賈科尼(Riccardo Giacconi)、說服NASA並將專案落地的華盛頓卡內基研究所研究員艾倫·德雷斯勒(Alan Dressler)、設計太陽遮蔽罩的邁克·門澤爾(Mike Menzel)、將巨大主鏡拆解為18塊並完成測試的李·法恩伯格(Lee Feinberg)及工程師們、向自家貓咪展示詹姆斯·韋伯拍攝的海王星光環的NASA科學家海蒂·哈默爾(Heidi Hammel),以及分析資料並不斷接近宇宙起源的無數天文學家們。
作者理查德·帕內克(Richard Panek)將這些人的故事串聯起來,引人入勝地講述了人類的“新眼睛”是如何誕生以及它看到了什麼。此外,天文學家兼YouTuber“恆星”姜成柱的翻譯與解說,讓即便對天文學不瞭解的人也能輕鬆有趣地閱讀。書中還收錄了詹姆斯·韋伯拍攝的主要彩色影象。創生之柱、宇宙懸崖、斯蒂芬五重奏、宇宙沙漏、木星和海王星的光環等,那些令人難以置信的清晰且美麗的星系與太陽系影像,定會讓讀者的雙眼大飽眼福。
順便提一下,與其他以開普勒、哈勃、錢德拉等著名科學家命名的太空望遠鏡不同,詹姆斯·韋伯是以NASA第二任局長詹姆斯·埃德溫·韋伯(James Edwin Webb)的名字命名的。韋伯在阿波羅計劃等宇宙競爭的鼎盛時期領導了NASA。