韦伯望远镜将于今年晚些时候进入轨道，开启天文学的新纪元。该望远镜将使专家们很容易知道第一批星系和恒星是何时形成的，哪些是最先形成的，以及为什么会这样。

一些专家将美国宇航局的詹姆斯韦伯望远镜称为“吞噬天文学的望远镜”。韦伯太空望远镜是有史以来最强大的轨道望远镜，使其成为一种复杂的机械折纸，有望突破人类工程学的极限。在面临数年的延误和数十亿美元的超支之后，这款望远镜将于 2021 年 12 月 18 日亮相。

韦伯望远镜将于今年晚些时候进入轨道，开启天文学的新纪元。根据过去 30 年一直在观察遥远星系的天文学家的说法，这台复杂的机器将回答一些与我们的宇宙早期有关的最大问题。该望远镜将使专家们很容易知道第一批星系和恒星是何时形成的，哪些是最先形成的，以及为什么会这样。

我们宇宙的黑暗时代

科学证据表明，我们的宇宙始于 138 亿年前的一次被称为大爆炸的事件，使其处于超高密度和超热状态。在此事件之后，宇宙开始膨胀并开始冷却。

在这次大爆炸之后的一秒钟，宇宙的直径约为 100 万亿英里，平均温度达到了惊人的 100 亿摄氏度（180 亿华氏度）。40 万多年后，宇宙膨胀到 1000 万光年，温度降至 3000 摄氏度（5500 华氏度）。这意味着如果有人在附近看到它，宇宙就会像一盏巨大的热灯一样发光。

在这段时间里，空间被氦、氢、辐射和高能粒子的光滑汤占据。没有任何结构，随着宇宙继续膨胀，它变得更冷，汤变得稀薄，其他一切都变黑了。那是天文学家所说的黑暗时代的开始，由于汤不是完全均匀的，微小的部分气体由于重力开始聚集在一起并变得更稠密。

光滑的宇宙继续是块状的，这些稠密的气体团成为最终形成星系、恒星和宇宙周围一切的种子。这表明黑暗时代对我们的进化有多么重要，尽管没有什么可看的。

寻找第一道光

在引力形成了第一批星系和恒星后，黑暗时代结束了，最终开始发出第一道光。然而，天文学家不确定第一道光是何时出现的，但他们最好的猜测是这一事件发生在几亿年前的大爆炸之后。天文学家也不知道首先形成了哪些星系或恒星。

现有的理论是基于引力形成结构的方式，当暗物质主宰宇宙时，像星团和恒星这样的小物体很可能首先形成，然后是矮星系。与今天存在的恒星相比，这些第一颗恒星很可能是极端天体，但亮度要高一百万倍，而且寿命很短。

现代天文学家一直在寻求研究我们宇宙的这个重要时代，但探测第一道光却极具挑战性。这是因为与今天的大质量星系相比，第一批天体非常小，而宇宙在数百万年的时间里一直在拉伸穿过它的光的波长。

韦伯望远镜作为时间机器

像詹姆斯韦伯望远镜这样的望远镜是研究我们宇宙起源的绝佳时间机器。例如，如果一颗恒星距离地球 10,000 光年，那么光需要 10,000 年才能到达地球表面。这意味着天文学家可以看到的空间越远，他们回溯的时间就越远。

工程师们优化了詹姆斯韦伯望远镜，用于探测来自最早星系和恒星的微弱红外光。与哈勃望远镜相比，詹姆斯韦伯望远镜在其相机上的视野扩大了 15 倍，可以收集到 6 倍的光。它的传感器也被设计成对红外光高度敏感。

该策略将包括长时间深入观察天空中的单个区域，并从范围内最古老和最遥远的星系中收集尽可能多的信息和光线。这些数据可能使人们有可能知道黑暗的日子是如何以及何时结束的，以及科学家们好奇的其他重要发现。例如，揭开黑暗时代何时结束的故事可能有助于解释暗物质的性质，这是一种神秘物质，约占我们宇宙质量的 80%。

詹姆斯韦伯在技术上是迄今为止美国宇航局最困难的任务，但该项目将产生的科学成果值得付出努力。天文学家们也在热切地等待数据在 2022 年的任何时候开始出现。