恒星 哈勃極限︱它為什么看不到宇宙中的第一批星系( 二 )
所以說觀測波段對于目標(biāo)物的成像非常重要，而哈勃望遠(yuǎn)鏡的主要工作波段為可見光，雖然我們在后來對哈勃的維護(hù)中為其增加了紅外濾光片，但是紅外波段依舊是哈勃的硬傷。那么這個(gè)和遙遠(yuǎn)的星系有什么關(guān)系呢？
文章插圖
今天我們在宇宙中看到的星系和早期宇宙中剛誕生的星系其實(shí)沒什么兩樣，它們都是靠恒星的核聚變的向外輻射能量，不過早期的星系塊頭更小，其中包含的藍(lán)巨星更多，發(fā)出光的能量更高，有很大一部分在紫外線波段。
但是這些光想要到達(dá)地球，必須經(jīng)歷一段地獄般的旅程，飛行數(shù)百億光年，在這途中光的能量會發(fā)生一些衰減，也就是損失能量使得光的波長加長，不過這一點(diǎn)影響并不大。對光能量/波長影響最大的是，我們的宇宙正在膨脹，膨脹的空間會導(dǎo)致光的波長被拉伸，經(jīng)過漫長的旅程，遙遠(yuǎn)星系最初發(fā)出的紫外線光，已經(jīng)被紅移到了紅外線波段。
如果我們繼續(xù)用哈勃的可見光波段尋找宇宙中那些非常遙遠(yuǎn)的星系，只能是一無所獲。因此哈勃的觀測能力是有限的，而且如果觀測的距離越遠(yuǎn)，還會存在更加嚴(yán)重的問題，這也是哈勃目前無法企及的距離。
文章插圖
我們知道宇宙誕生后的幾百萬年間是不存在任何恒星的，也沒有任何星系，只有大量的中性氣體云，這些氣體云在隨后5000萬到1億年間才在引力的作用下聚集，并且點(diǎn)燃核聚變形成第一批恒星、星系，不過最初形成的恒星所發(fā)出的光不管朝哪個(gè)方向傳播都會撞上中性原子被吸收，我們稱這個(gè)時(shí)期為宇宙的黑暗時(shí)代。所以，哈勃在可見光下無法看到宇宙黑暗時(shí)代任何的光線。
文章插圖
不過遠(yuǎn)紅外線可以很好的免疫中性氫，不受阻礙的穿過這些障礙，因此我們需要建造一個(gè)更加強(qiáng)大的紅外望遠(yuǎn)鏡來探測這些宇宙中早期的星系，這就是詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡升空任務(wù)的重要意義。它比斯皮策紅外望遠(yuǎn)鏡要靈敏100倍。不過有一點(diǎn)很重要，遙遠(yuǎn)星系最初發(fā)出的紅外線雖說不受中性氫的阻擋，但是隨著宇宙膨脹導(dǎo)致的紅移，很大一部分紅外線波段的光已經(jīng)進(jìn)入了遠(yuǎn)紅外波段甚至是微波波段。
如果這些黑暗時(shí)代早期的光被宇宙完全膨脹到了微波波段，它會和宇宙微波背景輻射的光子攪合在一起，是我們永遠(yuǎn)都無法探測到第一批星系和恒星。因此，我們急需韋伯望遠(yuǎn)鏡升空來接替哈勃的工作。
推薦閱讀
- 為什么人會有挖掘規(guī)律把一個(gè)事物做到極限的傾向
- 為什么哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的都是黑白的圖片
- 為什么數(shù)列極限N有時(shí)候需要取整加一有時(shí)候不需要
- 各國美女極限柔術(shù)
- 身體到極限的6個(gè)標(biāo)志
- 超過錢德拉塞卡極限的中子星為什么當(dāng)初沒炸掉
- 電影極限逃生什么時(shí)候上映
- 電影極限逃生結(jié)局是什么
- 12招活到壽命極限
- 人類的身體極限能在珠穆朗瑪峰最高點(diǎn)堅(jiān)持多久？