番外篇:一代“鸽王”詹姆斯·韦布(JamesWebb)太空望远镜简介

作为一个物理爱好者,我有必要为大家解读一下最近天文界最具有热点的话题——一代“鸽王”詹姆斯·韦布(JamesWebb)太空望远镜的知识。

今天我们从三个方面谈谈,第一:韦布太空望远镜是什么,以及构成;第二:韦布太空望远镜升空的目的是什么;第三:对人类有什么意义;

好,接下来我们仔细谈谈,在讲解之前,我们有必要了解一下望远镜的历史。

望远镜的历史

望远镜是一种利用透镜或反射镜以及其他光学器件观测遥远物体的光学仪器。

原理是通过透镜的光线折射或光线被凹镜反射使之进入小孔并会聚成像,再经过一个放大目镜而被看到。

望远镜的发明人一直要追溯到1608年的汉斯.李波尔发明。

发明的起源在于,一次,两个小孩在李波尔的商店门前玩弄几片透镜,他们通过前后两块透镜看远处教堂上的风标,两人兴高采烈。李波尔赛拿起两片透镜一看,远处的风标放大了许多。李波尔赛跑回商店,把两块透镜装在一个筒子里,经过多次试验,汉斯·李波尔发明了望远镜。1608年他为自己制作的望远镜申请专利,并遵从当局的要求,造了一个双筒望远镜。

但是真正把望远镜发挥价值的当属伽利略,他是用一片凸透镜和一片凹透镜构成的望远镜,最初只能放大3倍,以后又改进到可以放大33倍。这就是有名的伽利略望远镜。从此,一扇通往宇宙奥秘堂的大门在天文学家面前打开了。

所以,霍金曾经这样评价伽利略:“自然科学的诞生要归功于伽利略。”这是人类对宇宙的第一次伟大发现。

而人类认知宇宙第二次伟大的发现,是1990年,NASA将哈勃太空望远镜送入轨道,当时由于镜面故障,直到1993年宇航员完成太空修复并更换了透镜后,哈勃望远镜才开始全面发挥作用。由于可以不受地球大气的干扰,哈勃望远镜的图像清晰度是地球上同类望远镜拍下图像的10倍。

哈勃望远镜给人类带来最震撼的作品之一当属“创生支柱”,见下图。

好,我们简单略过其他细节,来讲讲今天的主人——詹姆斯·韦布(JamesWebb)太空望远镜。

韦布太空望远镜

詹姆斯·韦布(JamesWebb)太空望远镜被称为哈勃望远镜的“继承"者,继续为人类对宇宙的探索展开新的篇章。

而詹姆斯·埃德温·韦伯(JamesEdwinWebb,1906年10月7日-1992年3月27日),1961年2月14日至1968年10月7日,担任美国国家航空航天局的第二任局长。领导美国阿波罗登月计划取得了卓越的成就,所以美国NASA特别将“下一代太空望远镜”更名为“詹姆斯·韦伯太空望远镜”。

2021年12月25日上午7时20分发射升空,耗资100亿美元的詹姆斯韦伯望远镜由阿丽亚娜5号火箭承载,于圣诞日从法属圭亚那的库鲁太空港升空。

与其说它是太空望远镜,不如说是人类史上最大的一件艺术品。

NASA官方介绍,这块主镜由18片六边形镜片组成,每块约重20公斤,其口径约6.5米(哈勃约2.4米),每个镜片的抛光误差在10纳米以内,每个镜片的背后还装了7个马达,能够在10纳米精度内调整镜片的形状与方向,其面积可达25.4平方米。

而且镜片是由高纯度的金属铍制成,这样就可以做到表面几乎做到绝对光滑,为了能够提高它对红外线的反射和保护镜片的能力,科学家们还在它的表面镀上了一层金。

但你一定不知道韦伯望远镜其实被推迟发射了15年,原计划是2007年发射,但是由于种种技术问题,一拖再拖。

之所以推迟发射其实还有一个原因,是因为它最终要被放置于太阳─地球的第二拉格朗日点。不像哈勃空间望远镜那样是围绕地球上空旋转,而是飘荡在从地球背向太阳的后面150万千米的空间,也就是约4倍地月之间的距离。

为什么要飞这么远呢,是因为第二拉格朗日点的位置处重力相对稳定,无需频繁进行位置修正,更重要的是不受地球轨道周围尘埃的影响。

所以在发射前一定要做一次又一次苛刻的测试,就是为了保证其100%的可靠性。

韦布空间望远镜的目的是什么?

根据宇宙大爆炸理论,遥远星系天体发出的光在抵达我们的望远镜时,会被膨胀的宇宙“拉长”,进而从可见光/紫外线转化为红外线。

韦布望远镜最远可以观察到136亿光年之外的星系,也就是宇宙的起源!

可以理解为,哈勃空间望远镜主要在可见光和紫外波段观测,而韦布空间望远镜主要在红外波段观测。

韦布空间望远镜任务目标主要有4个方面:

寻找135亿多年前的宇宙中诞生的第一批星系;

研究星系演化的各阶段;

观察恒星及行星系统的形成;

测定包括太阳系行星系统在内的行星系统的物理、化学性质,并研究其他行星系统存在生命的可能性。

对人类有什么意义

根据韦布空间望远镜的目的你可能已经猜到了,可以理解为人们一直在苦苦寻找的哲学问题,希望能被韦布望远镜能解答,即:我从哪里来?要到哪里去?

总结

我得到的启发是:

1.不忘初心,我们一直都是保持好奇心,在为自己生活的世界付出行动而为之探索,终其原因就是能够找到自己对世界本质的认识。

2.从工程角度来看,韦布望远镜的设计和装配以及调试,是一项伟大的工程,我相信这背后一定有很多感人而又启迪的故事,相信不久会有。

3.技术让我们一直保持对世界一次又一次的认识,我觉得我们有必要应该真正去了解自己的生活,认清这个世界。《三体》作者刘慈欣说,人类要发展,有两条路。一条就是向外,探索自己未知的世界,不断丰富我们的见识。另外一条就是向内,比如目前热度话题元宇宙,而向内也许是一种固步自封的做法,你只是影射了自己目前所理解世界的认知。

THE END
1.望远镜简介望远镜有几种→MAIGOO百科它大约每100分钟环绕地球一周。哈勃望远镜是由美国国家航空航天局和欧洲航天局合作,于1990年发射入轨的。哈勃望远镜是以天文学家爱德文·哈勃的名字命名的。按计划,它将在2013年被詹姆斯韦伯太空望远镜所取代。哈勃望远镜的角分辨率达到小于0.1秒,每天可以获取3到5G字节的数据。https://www.maigoo.com/citiao/227354.html
2.2023年,詹姆斯韦布空间望远镜12个改变我们对宇宙认知的发现三年前的圣诞节的早晨,天文学家和天文爱好者们收到了一个他们等待了三十年的礼物:詹姆斯韦布望远镜(JWST)的发射,世界上探索宇宙中最早期恒星和星系最大规模,最大胆的尝试。这架望远镜仍在持续为我们提供激动人心,且具有极高科学价值的照片。这里是对JWST在2023年改变我们对宇宙的理解的成果的回顾。(图像来源https://baijiahao.baidu.com/s?id=1793357849506821367&wfr=spider&for=pc
3.詹姆斯·韦伯太空望远镜(红外线观测用太空望远镜)詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope,缩写JWST),是美国宇航局、欧洲航天局和加拿大航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜,于2021年12月25日发射升空。詹姆斯·韦伯太空望远镜的质量为6.2吨,约为哈勃太空望远镜(11吨)的一半。主反射镜由铍制成,口径达到6.5米,面积为哈勃太空望远镜的5倍以上,詹姆斯·韦https://baike.sogou.com/m/fullLemma?lid=487567
4.詹姆斯韦伯天文望远镜(JWST)调研报告.pdfJexoSim,全称为JWSTExoplanetObservationSimulator,是一个高度专业化的软件工具,专为模拟詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope,简称JWST)对系外行星的观测而设计。JWST是继哈勃太空望远镜之后的 LUVOIR_FinalReport.pdf 浏览:55 5. 操作性能:LUVOIR设计具备广泛的观察区域,以及比詹姆斯·韦伯太空望远镜(https://download.csdn.net/download/qq_43934844/87342283
5.詹姆斯韦伯太空望远镜全彩图像(二)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。 被称为宇宙悬崖的韦伯看似 3D 的画面看起来就像月光下的夜晚崎岖的山脉。实际上,它是https://www.jianshu.com/p/d9be174db80f
6.鸽王之王——詹姆斯韦伯太空望远镜(红外望远镜)近期,在人类的航天活动中,除中国两位航天员再次出舱活动成功以外,另一件引人瞩目的大事件就是“詹姆斯韦伯”太空望远镜在推迟14年后成功发射。它是由美国航空航天局、欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜,是哈勃望远镜的继任者。 https://www.yoseenir.com/10503.html
7.詹姆斯·韦伯太空望远镜给出了TRAPPIST随着天文学家继续探索浩瀚太空中的其他岩石行星,这些发现将为JWST和其他望远镜的未来观测计划提供信息,有助于更广泛地了解系外行星大气及其潜在的可居住性。 关注科学剃刀,每日推送关于核聚变、理论物理、太空探索的最新动态,关注+星标,第一时间收到推送 原标题:《詹姆斯·韦伯太空望远镜给出了TRAPPIST-1行星更进一步的https://m.thepaper.cn/newsDetail_forward_24748645
8.FAST建成!人类有哪些探测太空的巨眼?(全文)如果计划顺利,那么詹姆斯韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope,JWST)应该已经在天上工作5年了。事实上是它最快也要2018年才能发射升空了。JWST将是人类有史以来最大的太空望远镜,展开之后直接由6.5米,由18个镜片拼合而成,每个镜片表明的精度在10纳米左右。 https://oa.zol.com.cn/606/6064249_all.html
9.韦伯太空望远镜的秘密:它是怎样开启了天文新时代正如斯蒂芬·霍金曾经说过的那样,人类之所以独一无二,是因为我们总能找到一种超越人类极限的方法。我们“用我们的头脑和我们的机器”来做到这一点。确实,经过这些年的努力,天文学家已经开发出极好的红外探测解决方法——最终为NASA的詹姆斯韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)铺平了道路。 https://www.cdstm.cn/theme/khsj/khzx/khqx/202207/t20220722_1071912.html
10.韦伯太空望远镜拍摄的首张全彩照片公布,揭示了130亿年前宇宙诞生NASA 詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄的第一张全彩照片,图中为星系团 SMACS 0723。照片:NASA/路透社 NASA 公布了一张来自 130 亿年前遥远星系的照片,这是有史以来人类最强大的望远镜第一次瞥见太空,有望重塑我们对宇宙开端的理解。 韦伯太空望远镜(JWST)拍摄的宇宙一角叫做 SMACS 0723,里面的星系是宇宙最古老的星系之一https://36kr.com/p/1823893574119557
11.韦伯望远镜的红外传感器科普介绍韦伯望远镜的红外传感器科普介绍 HgCdTe 詹姆斯韦伯望远镜(JWST)的图出了, 实在惊艳, 但是国内科技媒体都把重点关注在望远镜镜体、光学、摄影技术上面了, 对红外传感器的文章非常少,我特地上NASA的官网查了一下, 感觉又收获了不少红外技术的知识。 下面是对NASA官网的翻译(个人校正),给大家分享一下。https://www.kechuang.org/t/87942
12.科技晚报马斯克否认投票支持特朗普乐视员工没有996和内卷詹姆斯韦伯太空望远镜全彩图像 美国宇航局(NASA)发布了旗下韦伯太空望远镜拍摄的第一张全彩图像。这是深空天文台发展的一个关键时刻,标志着转换科学(transformational science)第一年的开始。这张图像展示了从地球上看到的一些最遥远星系的深空区,凸显出韦伯太空望远镜的强大功能。 https://i.ifeng.com/c/8Hb138I91HO
13.太空望远镜测试与仿真技术综述太空望远镜测试与仿真技术综述,詹姆斯·韦伯太空望远镜,光学系统,低冷仿真,作为哈勃望远镜的继任者,詹姆斯韦伯太空望远镜是迄今为止最大最昂贵的望远镜。它工作于远红外波段,观察银河系和恒星在13.8billonhttps://wap.cnki.net/touch/web/Conference/Article/ZGXD202310001016.html
14.韦伯望远镜的太空之旅2021年,由美国航空航天局发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜(以下简称“韦伯太空望远镜”),是人类迄今为止制造的口径最大、结构最复杂的光学红外太空望远镜。 TED大会在2022年先后邀请了两位科学家介绍、分享韦伯太空望远镜相关的天文物理知识:一位是诺贝尔物理学奖获得者美国天体物理学家约翰·C·马瑟(John C. Mather),他199http://www.591qyd.net/magazine/article/qsg_3874828.html
15.“鸽王”詹姆斯·韦伯空间望远镜的心酸发射史美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜从南美洲东北海岸的法属圭亚那起飞,乘坐欧洲的阿丽亚娜火箭进入圣诞节早晨的天空。 这意味着世界上最大、最强的太空望远镜将出发,观察第一批恒星和星系发出的光,并在宇宙中搜寻生命的迹象。 NASA 科学任务负责人 Thomas Zurbuchen 说:“多么棒的圣诞礼物啊。” https://wallstreetcn.com/articles/3648190
16.《安富莱嵌入式周报》第247期:2022.01.032022.01.098、詹姆斯韦伯太空望远镜使用的单板机RAD750,28万美元一片 RAD750是由BAE Systems Electronics, Intelligence & Support制造的抗辐射单板计算机,作为RAD6000的继任者,RAD750用于卫星和航天器上的高辐射环境 https://en.wikipedia.org/wiki/RAD750 9、第3版emWin6.x教程发布摄像头动态刷新章节 https://www.cnblogs.com/armfly/p/15789141.html
17.韦伯望远镜第一批照片四张原版超高清图数千个星系淹没了这张星系团 SMACS 0723 的近红外图像。来自美国宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的高分辨率成像与称为引力透镜的自然效应相结合,使这张精细的图像成为可能。https://www.yundic.com/weibowangy/
18.韦伯望远镜WebbSpaceTelescope詹姆斯·韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)是美国国家航天局(NASA)欧洲航天局和加拿大航空航天局联合研发的红外线观测用太空望远镜,韦伯望远镜是人类迄今发射过最大的空间望远镜,也是哈勃望远镜的继任者,于2021年12月25日发射升空;2022年1月24日顺利进入第二拉格朗日点的运行轨道。 https://www.bokeyuan.net/topic/weibowangyuanjing