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每增加一英寸的孔徑，每增加一秒鐘的觀測時間，每從望遠鏡的視場中移除一個大氣幹擾中的原子，在你的眼中能呈現一個更加深邃、清晰的宇宙。在1990年，當哈勃太空望遠鏡開始探測工作時，它在天文領域開闢了一個新的時代：天基天文學。我們不再需要與大氣層作鬥爭，也不需要關心雲層和大氣湍流。我們所需要做的就是把望遠鏡對準目標，固定它，然後收集光子。在此後的二十五年，我們開始用天基天文臺覆蓋整個電磁光譜，第一次真正看到了宇宙在每段光波下是什麼樣子。
但是當我們知識增長的同時，我們對未知事物的深層次理解也在增長。我們在宇宙看得越遠，我們對過去的時間也看得越遠：自宇宙大爆炸以後的有限光速以及有限間使我們所能看到的也是有限的。而且，宇宙本身也在不停膨脹，這對我們觀察宇宙是不利的，不利體現在星光穿越宇宙到達我們眼中時波長會被拉長。即使是能讓我們看到宇宙中最深邃、最壯觀景象的哈勃望遠鏡，在這方面上也是有限的。
GOODS-SOUTH視場（哈勃望遠鏡的組成部分）。圖片來源：美國國家航空航天局，歐洲航天局，R.溫德霍斯特, S.科恩, M.梅奇利,M.拉特科夫斯基（坦佩市亞利桑那州立大學），R.奧康奈爾(維吉尼亞大學)，P.麥卡錫（卡內基天文臺），N.哈蒂（加州大學河濱分校），R.萊恩（加利福尼亞大學戴維斯分校），H.揚（俄亥俄州立大學），A.考克曼（太空望遠鏡科學研究院）。
GOODS-SOUTH視場（哈勃望遠鏡的組成部分）。圖片來源：美國國家航空航天局，歐洲航天局，R.溫德霍斯特，S.科恩，M…[+]
哈勃望遠鏡是一個神奇的設備，但它在很多方面也受到了限制：
·它僅有2.4米的半徑，這會使它的解析度受到影響導致我們不能看得更遠。
·儘管它全身包裹著反光材料，由於整天都會受到陽光的直接照射，還是會有所升溫。由於熱效應的影響，吸收的熱量意味著它不能觀測到超過1.6微米的光波。
·光收集受到限制以及它感到敏感的波段，這兩者結合之後意味著它只能看到大約500歲時的星系。
如今，我們大約能觀測到宇宙現在年齡4%的星系。但我們知道，恆星和星系的存在比那還要更早。
如果我們想要觀測到更遠的宇宙，我們的儀器需要對接收到的波段有更高的敏感度。這意味著在更低的溫度下，使用比哈勃還要大的望遠鏡從太空中獲取更長的波長。這是看到更遠宇宙的方法，也是為什麼我們正在建造詹姆斯韋伯太空望遠鏡。
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圖片來源：美國國家航空航天局/韋伯太空望遠鏡/哈勃太空望遠鏡
詹姆斯韋伯太空望遠鏡（JWST）的正是為了克服這些限制而研究設計出的：直徑6.5米的聚光區（捕捉到的光線是哈勃望遠鏡的七倍之多），能夠做大約600納米到6微米的超高解析度光譜學（大約是哈勃望遠鏡能捕捉到的波長的4倍），能夠進行中紅外觀測，並且和以往相比有更高的靈敏度，能夠自動把所有的東西冷卻到冥王星的溫度以下，也能夠主動使中紅外儀器降溫到只有7開爾文，詹姆斯韋伯太空望遠鏡應該有能力去做其他望遠鏡所無法做的科學研究。
圖片來源：美國國家航空航天局/韋伯太空望遠鏡
顯然，這意味著：
我們能夠觀察最早形成的星系；
透過中性氣體，探索第一代恆星的形成和宇宙的再電離，對大爆炸之後不久形成的第一批恆星（第三星族星）進行光譜分析；
可能還會有一些驚人的發現，比如發現宇宙中最早的超大質量黑洞和類星體是如何形成的。
我們通過韋伯望遠鏡所學到的科學知識與我們曾經所學過的任何東西都不同，這也是為什麼韋伯太空望遠鏡被選為美國國家航空航天局2010年代的旗艦任務。
站在技術的角度上，韋伯太空望遠鏡可以用巧奪天工來形容，它非常完美。那些已經關注它很長時間的人，在你們的腦海中可能已經有了關於這個項目是如何超出預算，落後於計劃，並有被取消計劃的風險這樣一個遙遠的記憶。然而，當新的管理層介入時，一切都發生了改變。項目突然被嚴格實施管理，為可能犯的錯誤可能遇到的阻礙以及可能迎接的挑戰制定了許可和預算方案，到目前為止，韋伯太空望遠鏡團隊已經完成了每個期限任務，並在預算內按時完成了每一項工作。他們計劃在2018年發射，他們不僅能按時發射，當他們計劃組裝好所有東西並準備發射時，他們還有9個月的緩衝時間。韋伯太空望遠鏡有四個主要部分，下面是每個部分的狀態。
作者: Ethan Siegel Senior Contributor
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