科技前沿

備受期待的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將于2021年投入使用，屆時它將開始掃描遙遠星球的大氣層，尋找外星生命的線索，其他一些新望遠鏡也將最早在2022年對太空進行前所未有的觀測。

這些即將投入使用的望遠鏡將依靠下一代技術來回答科學家們關于暗物質、宇宙膨脹和外星生命的一些重大問題，其中一些望遠鏡將提供比當今最強大的天空觀測工具多100倍的信息。

文/廣州日報全媒體記者溫俊華編譯

廣域紅外巡天望遠鏡

為了彌補哈勃望遠鏡的不足，NASA正在建造廣域紅外巡天望遠鏡并計劃在21世紀20年代中期將其發射到地球軌道。廣域紅外巡天望遠鏡的計劃使用壽命為5年，期間將測量10億個星系的光，并對銀河系內部進行調查，希望能發現大約2600顆新行星。

探測暗物質的奧秘

廣域紅外巡天望遠鏡的視野將比哈勃大100倍，其每張照片的價值相當于100張哈勃望遠鏡圖像的價值。這一廣度將幫助科學家們探索宇宙是由什么組成以及它是如何運作的——它將探測暗物質的奧秘。沒人知道暗物質是什么，因為它不與光相互作用，人類看不見它。

廣域紅外巡天望遠鏡將通過測量暗物質及其對應物，一種叫做暗能量的未知力量的影響來解答這個問題。整個宇宙由27%的暗物質和68%的暗能量組成，目前科學家能用科學儀器看到和觀察到的一切不到5%。暗物質的引力將整個宇宙維系在一起，而暗能量則將一切推開，暗能量占了上風，這就是宇宙膨脹的原因。廣域紅外巡天望遠鏡將試圖通過測量宇宙隨時間的膨脹來繪制暗物質和能量的神秘運作圖。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡

NASA正在建造詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，以窺探宇宙的歷史。它將研究第一批恒星和星系如何形成、行星如何誕生以及宇宙中可能存在生命的地方。

探測大爆炸的第一次輝光

據報道，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡已經完全組裝好，目前正在諾斯羅普·格魯曼公司位于加利福尼亞州的設施中進行測試，預計在2021年3月30日發射進地球軌道。

一個6.4米寬的鈹鏡將幫助詹姆斯·韋伯太空望遠鏡詳細地觀察遙遠的星系并捕捉到太陽系中極其微弱的信號。它向太空看得越遠，望遠鏡回望的時間就越多，因此它甚至可以探測到大爆炸的第一次輝光，還將詳細觀測人們從未見過的遙遠的年輕星系。

提供超大質量黑洞的圖像

得益于新的紅外技術，該望遠鏡可以提供前所未有的銀河系中心超大質量黑洞的圖像，上述成像將幫助回答關于星系及其黑洞是如何形成的問題。黑洞會先出現，然后在它周圍形成恒星嗎？恒星聚集并碰撞形成黑洞嗎？這些都是科學家想要回答的問題。

探尋系外行星生命跡象

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡還將在比地球大的系外行星（太陽系外的行星）的大氣層中尋找外星生命的跡象。通過測量通過行星大氣的恒星光的強度，望遠鏡可以計算出行星大氣的組成。科學家們已經發現了4000多顆系外行星，但到目前為止，他們還不能研究這些行星的大部分大氣，以尋找生命的跡象。

這些大氣被稱為行星的“生物簽名”，例如，如果一顆系外行星的大氣中同時含有甲烷和二氧化碳，那么就有可能存在生命——在沒有一氧化碳的情況下，同時存在二氧化碳和甲烷更能說明問題，因為二氧化碳和甲烷通常會相互反應產生新的化合物，如果它們是分開存在的，那就可能是有東西在不斷地產生這兩種氣體，就科學家目前所知，只有生命形式可以釋放那么多的甲烷而不釋放出一氧化碳。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將尋找這樣的跡象。

歐幾里得望遠鏡

歐洲航天局正在設計歐幾里得望遠鏡并計劃于2022年將其發射到地球軌道。歐幾里得將深入太空，觀察遠古的光，并研究宇宙在過去100億年里是如何進化的。

歐幾里得望遠鏡和廣域紅外巡天望遠鏡都將試圖解決宇宙學中一個日益激烈的爭論：宇宙膨脹的速度有多快？現代的測量結果與科學家基于歷史觀測數據的預測相矛盾。這種不匹配表明，標準的宇宙模型中缺少了一些重要的東西，但沒人知道這是什么。

大型巡天望遠鏡和超大望遠鏡

美國牽頭在智利山區建造的大型巡天望遠鏡計劃于2022年完成，它將用10年時間掃描整個天空并測量宇宙的膨脹，該望遠鏡還將繪制潛在危險小行星的運動軌跡。

同樣建造在智利的超大望遠鏡將在那些由巖石構成的“超級地球”的大氣層中尋找生物特征。這座高39米的望遠鏡將于2025年建成，屆時它將成為世界上最大的光學望遠鏡。超大望遠鏡還將測量宇宙的膨脹以及它是如何隨著時間而加速的。