詹姆斯·韦伯太空望远镜

詹姆斯·韦伯太空望远镜与哈勃望远镜有何不同？~

我的背景：我曾经和建造哈勃望远镜的Perkin-Elmer团队合作，我还是天基激光的首席工程师，试图使用JWST技术分段建造一个大型望远镜。虽然TRW公司直到他们赢得了合约之前都把我排除在外，但是在这之前我就已经对这项技术非常熟悉了。早在1882年，我就编写了第一个波动光学代码，并用它来精准地预测大型分段光学望远镜在太空应用中的表现。几乎所有的东西都不一样了。望远镜的尺寸让我从最显而易见的不同开始，詹姆斯·韦伯太空望远镜的主镜比哈勃望远镜的主镜要大得多。轨道位置韦伯望远镜将在距离地球150万公里（100万英里）的地方绕着太阳运行，这个地方被称为第二拉格朗日点或L2。(请注意，这些图形不是按比例的)分辨率（图片中的细节）标有WFC3的图片展示的是哈勃望远镜的分辨率。下图是詹姆斯-韦伯望远镜的分辨率。波段和望远镜结构JWST主要被用于探测红外线，它依靠智能化的轻型结构和驱动器来保持望远镜镜面准焦，而不再使用硬度大而僵硬的材料。红外波段和光谱仪可以用来测量表征分子的含量，这是地面上的仪器无法做到的，以为地球上的大气阻挡了这些分子的波长。适用性哈勃望远镜可以在轨道上运行，但是詹姆斯·韦伯望远镜不可以。敏感度哈勃望远镜可以探测到31星等的天体，詹姆斯·韦伯望远镜则能够探测到34星等的天体。韦伯望远镜的敏感度大约是哈勃望远镜的15倍。点扩展函数这可能对于普通读者来说有一些难懂，但是下图中展示的是JWST带有不同过滤器的点扩展函数。这些以对数强度为单位，以9.27弧秒表示。很明显，六边形的板块有一定的衍射性。

在我们的世界之外，在广阔的宇宙空间中，每一块已知的区域都是我们人类最伟大的一瞥！仰望夜空，用肉眼我们可以看到大约6000颗恒星，还有我们地球的邻居月亮，太阳系的五颗兄弟行星（天王海王肉眼看不见），银河系和其他一些模糊的星云。仅凭肉眼，古代的裸眼天文学家就能了解宇宙的一些非凡之处，其中包括我们太阳系的基本结构和行星的运行轨道。根据对亮度和距离的理解，我们甚至可以粗略地估算出太阳的距离。

但是曾几何时我们不再受限于我们的眼睛，我们拥有了一个更加伟大的视角！今天我们穿越历史，回到1764年，看一下我们人类如何通过望远镜一步步看清历史上观测到的第一个河外星系（M31仙女座大星云），哈勃时代以及詹姆斯·韦伯太空望远镜对未来天文学和天文物理的意义。天空中模糊的“污点”究竟是什么
感谢望远镜的出现，它彻底打开了人类的视野，望远镜的应用是人类现代天文学的开端。在地球上，我们建造望远镜并将其用于天文学的观测已经有400多年的历史。最初的望远镜只是用来寻找彗星和行星，以及观测一些附近天体的特征(如行星的卫星、光环和大气层)，随着望远镜的发展，在宇宙更广阔的空间中都留下了我们人类的视角。

除了银河系的数十亿颗恒星，在我们的视野里开始出现了非常奇怪的“天体”。起初它看起来十分模糊，像是天空中的“污点”，于是我们在更高的地方建造了更大口径的望远镜，以减少大气的干扰，并开发了越来越强大的照相机和光学技术，我们的目的就是为了看清楚天空中模糊的“污点”究竟是什么？
前文我们说过，为了避免大气的干扰，我们把望远镜都尽量建在很高的地方，但是再怎么高还是在地球上。所以在1990年，我们去了外太空。
哈勃太空望远镜彻底改变了我们对宇宙的看法。如果没有大气层，我们不仅不用担心云层、湍流的空气或光污染，而且我们可以看的比以往更远、更深、时间更长。

但是宇宙中还有更遥远的星系，它们到底有多远?在未来只有用韦伯望远镜才能找到答案。韦伯望远镜本应计划在2014年升空的，后来因为种种原因一直在推迟，包括资金、技术方面的诸多因素。目前根据国外媒体的报导最早会在在2021年发射升空，我们翘首期盼！可以肯定地是詹姆斯·韦伯太空望远镜是未来天文学和天文物理的新希望。

詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope，缩写JWST）是计划中的红外线观测用太空望远镜。作为将于2011年结束观测活动的哈勃太空望远镜的后续机，计划于2011年发射升空。但因哈勃太空望远镜的修补等延命措施的效果，故发射改期为2013年。系欧洲空间局（ESA）和美国宇航局（NASA）的共同运用计划，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，而是飘荡在从地球到太阳的背面的150万千米的空间。
此项目曾经称为“新一代太空望远镜”（Next Generation Space Telescope），2002年以美国宇航局第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名。1961年至1968年詹姆斯·韦伯担任局长期间曾领导了阿波罗计划等一系列美国重要的空间探测项目。
詹姆斯韦伯太空望远镜的主要的任务是调查作为大爆炸理论的残余红外线证据（宇宙微波背景辐射），即观测今天可见宇宙的初期状态。为达成此目的，它配备了高敏度红外线传感器、光谱器等。 为便于观测，机体要能承受极限低温，也要避开太阳和地球的光等等。为此，詹姆斯韦伯太空望远镜附带了可折叠的遮光板，以屏蔽会成为干扰的光源。因其处于拉格朗日点，地球和太阳在望远镜的视界总处于一样的相对位置，不用频繁的修正位置也能让遮光板确实的发挥功效。
哈勃太空望远镜位于从地表大约600千米的较低的轨道位置上。因此，即使光学仪器发生故障也有可以用航天飞机来修理。詹姆斯韦伯太空望远镜位于离地球150万千米的距离，即使出了故障也不可能频繁派遣修理人员。与此相反，它位于第二拉格朗日点上，重力相对稳定，故相对于邻近天体来说可以保持不变的位置，不用频繁地进行位置修正，可以更稳定的进行观测，而且还不会受到地球附近灰尘的影响。
计划中的詹姆斯韦伯太空望远镜的质量为6.2吨，约为哈勃空间望远镜（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，可以期待它将有远超哈勃空间望远镜非常高的观测性能。与此同时，相反的光学镜头的重量已经被轻量化了。
现在这面主镜的直径的比发射它用的火箭更大。主镜被分割成18块六角形的镜片，发射后这些镜片会在高精度的微型马达和波面传感器的控制下展开。但是，此法不会跟克谷望远镜一样，不必像地面望远镜那样必须根据重力负荷和风力的影响而要按主动光学来时常持续调整镜段，故詹姆斯韦伯太空望远镜除了初期配置之外将不会有太多改变。
主镜的镜面作为全体也形成六角形，聚光部和镜面都露在外面，容易让人联想到射电望远镜的天线。另外，它的主体也不呈筒状，而是在主镜下展开座席状的遮光板。
知我者，谓我心忧，不知我者，谓我何求。
uyuxrndids40703411682013-5-1 上午 04:48:18

詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope，缩写JWST）是计划中的红外线观测用太空望远镜。作为将于2010年结束观测活动的哈勃太空望远镜的后续机，计划于2011年发射升空。 ----詹姆斯·韦伯太空望远镜　　 詹姆斯·韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope，缩写JWST）是计划中的红外线观测用太空望远镜。作为将于2010年结束观测活动的哈勃太空望远镜的后续机，计划于2011年发射升空。但因哈勃太空望远镜的修补等延命措施的效果，故发射改期为2013年。系欧洲空间局（ESA）和美国宇航局（NASA）的共同运用计划，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，而是飘荡在从地球到太阳的背面的150万千米的空间。“詹姆斯·韦伯”这个名字是取自美国宇航局第二任局长詹姆斯·韦伯——在韦伯担任美国宇航局（NASA）领导人时美国的航天事业掀开了新的篇章，其中包括探测月球和“阿波罗”登月计划等。因此，“詹姆斯·韦伯”一诞生，便寄托着人们的厚望。
　　此项目曾经称为“新一代太空望远镜”（Next Generation Space Telescope），2002年以美国宇航局第二任局长詹姆斯·韦伯的名字命名。1961年至1968年詹姆斯·韦伯担任局长期间曾领导了阿波罗计划等一系列美国重要的空间探测项目。
　　詹姆斯韦伯太空望远镜的主要的任务是调查作为大爆炸理论的残余红外线证据（宇宙微波背景辐射），即观测今天可见宇宙的初期状态。为达成此目的，它配备了高敏度红外线传感器、光谱器等。 为便于观测，机体要能承受极限低温，也要避开太阳和地球的光等等。为此，詹姆斯韦伯太空望远镜附带了可折叠的遮光板，以屏蔽会成为干扰的光源。因其处于拉格朗日点，地球和太阳在望远镜的视界总处于一样的相对位置，不用频繁的修正位置也能让遮光板确实的发挥功效。
　　哈勃太空望远镜位于从地表大约600千米的较低的轨道位置上。因此，即使光学仪器发生故障也有可以用航天飞机来修理。詹姆斯韦伯太空望远镜位于离地球150万千米的距离，即使出了故障也不可能频繁派遣修理人员。与此相反，它位于第二拉格朗日点上，重力相对稳定，故相对于邻近天体来说可以保持不变的位置，不用频繁地进行位置修正，可以更稳定的进行观测，而且还不会受到地球附近灰尘的影响。
　　计划中的詹姆斯韦伯太空望远镜的质量为6.2吨，约为哈勃空间望远镜（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，可以期待它将有远超哈勃空间望远镜非常高的观测性能。与此同时，相反的光学镜头的重量已经被轻量化了。
　　现在这面主镜的直径的比发射它用的火箭更大。主镜被分割成18块六角形的镜片，发射后这些镜片会在高精度的微型马达和波面传感器的控制下展开。但是，此法不会跟克谷望远镜一样，不必像地面望远镜那样必须根据重力负荷和风力的影响而要按主动光学来时常持续调整镜段，故詹姆斯韦伯太空望远镜除了初期配置之外将不会有太多改变。
　　主镜的镜面作为全体也形成六角形，聚光部和镜面都露在外面，容易让人联想到射电望远镜的天线。另外，它的主体也不呈筒状，而是在主镜下展开座席状的遮光板。
　　同“哈勃”相比，“詹姆斯·韦伯”更大、更精密，能勘测到更远的太空！它口径是“哈勃太空望远镜”的三倍，但质量只有哈勃的三分之一左右。有趣的是，它是一架没有镜筒的望远镜。
　　在外型上，“詹姆斯·韦伯”与“哈勃望远镜”没有多少相似之处。它主镜片的直径约为6米，比“哈勃太空望远镜”的主镜片宽2.5倍。如此巨大的镜片，使得它能够探测到的物体可以比“哈勃太空望远镜”能够探测到的物体暗淡400倍！由于没有哪个运载火箭的有效载荷整流罩宽到可以容纳如此大的镜片，“詹姆斯·韦伯”的镜片将由一系列六边型分镜片组成，发射时分镜片将折叠成起来。在JWST发射之后，一个大约有网球场大小的大型矩形太阳光遮光罩将缓缓展开，这时，就可以遮挡住来自太阳的热量了。
　　“詹姆斯·韦伯” 将在2011年8月使用阿丽亚娜5型运载火箭发射升空，它将“随身”携带三台巨大的精密仪器：一台近红外摄像机、一台近红外光谱摄制仪以及一台组合式中红外摄像机与光谱摄制仪。它将被发射到距地球150万公里的空间里，围绕一个被称为第二拉格朗日点（L2）的位置飞行。第二拉格朗日点是空间一个特殊的引力状态点，在那一点上，它可以时刻在地球的阴影中，不受太阳的干扰而进行天文观测。
　　和“哈勃太空望远镜”不一样的是，“詹姆斯·韦伯”因为距离地球太遥远无法派宇航员进行维修保养，所以它的设计制造必须完美无缺，否则将功亏一篑！也许，将来还可以派机器人到望远镜上执行修理任务。 --------- http://baike.baidu.com/view/862693.htm 暗物质 Dark Matter
　　什么是暗物质？暗物质(包括暗能量)被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题，它代表了宇宙中90%以上的物质含量，而我们可以看到的物质只占宇宙总物质量的10%不到(约5％左右)。57年偌贝尔奖的获得者李政道更是认为其占了宇宙质量的99%。暗物质无法直接观测得到，但它却能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设，但直到目前还没有得到充分的证明。
　　几十年前，暗物质(dark matter)刚被提出来时仅仅是理论的产物，但是现在我们知道暗物质已经成为了宇宙的重要组成部分。暗物质的总质量是普通物质的6.3倍，在宇宙能量密度中占了1/4，同时更重要的是，暗物质主导了宇宙结构的形成。暗物质的本质现在还是个谜，但是如果假设它是一种弱相互作用亚原子粒子的话，那么由此形成的宇宙大尺度结构与观测相一致。不过，最近对星系以及亚星系结构的分析显示，这一假设和观测结果之间存在着差异，这同时为多种可能的暗物质理论提供了用武之地。通过对小尺度结构密度、分布、演化以及其环境的研究可以区分这些潜在的暗物质模型，为暗物质本性的研究带来新的曙光。 --------暗物质存在的证据　　最早提出证据并推断暗物质存在的科学家是美国加州工学院的瑞士天文学家弗里茨·兹威基。
　　2006年，美国天文学家利用钱德拉X射线望远镜对星系团1E 0657-56进行观测，无意间观测到星系碰撞的过程，星系团碰撞威力之猛，使得黑暗物质与正常物质分开，因此发现了暗物质存在的直接证据。 -------更多详见： http://baike.baidu.com/view/763.htm

韦伯太空望远镜——哈勃太空望远镜的继任者、能看到更深的问题。 詹姆斯·韦伯太空望远镜是美国宇航局的下一个轨道观测和对哈勃太空望远镜的继任者。一个网球场大小的天文望远镜远远超出了地球的卫星月球轨道，放置于太阳─地球的第二拉格朗日点。韦伯将检测红外辐射，并拥有在该波长和哈勃望远镜能看到的可见光范围都能看到的能力。
在我们对宇宙的理解过程中，红外目标是至关重要的。我们可以在被视为红外光谱的波段发现更远的物体，更清凉的对象，通过红外光线能看到人类肉眼所看不到的东西，也就是说新一代的太空望远镜将能无视尘埃的干扰，探索更远的探索宇宙。韦伯的成功运行将敞开大门，会引发新发现的洪流，这是一个新的开始，拓展人类的知识和意识并形成宇宙认识的新部分。
科学家和工程师们把韦伯组装在一起，通过先进的创造技术来创新观测。2018年，韦布望远镜将发射进入太空，航行到遥远的，孤立的轨道上也将开始追求。超新星和黑洞，婴儿期的星系和行星的潜力，詹姆斯· 韦伯将有助于揭示的最大的天文学之谜一些答案。
暗物质是一种因存在现有理论无法解释的现象而假想出的物质，比电子和光子还要小的物质，不带电荷，不与电子发生干扰，能够穿越电磁波和引力场，是宇宙的重要组成部分。暗物质的密度非常小，但是数量庞大，因此它的总质量很大，它们代表了宇宙中26%的物质含量，其中人类可见的只占宇宙总物质量的5%不到（约4.9%）。暗物质无法直接观测得到，但它能干扰星体发出的光波或引力，其存在能被明显地感受到。
暗物质存在的最早证据来源于对矮椭球星系旋转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、天文观测和膨胀宇宙论研究表明：宇宙的密度可能由约68.3%的暗能量，4.9%的重子物质，26.8%暗物质组成。
新计算机模型：暗物质并非由重粒子组成。 科学家1月29日在阿奇夫论文预印本网站上发表报告称，美国航空航天局的钱德拉X射线天文台的数据显示，以特定能量发出的超量X射线令图表上出现一个隆起。众所周知，X射线谱线能揭示暗物质的存在。暗物质是一种未知的物质，科学家认为宇宙绝大部分由其构成。

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