《詹姆斯・韋伯太空望遠鏡》

醒報編輯 2023/03/15 20:01 點閱 2453 次

「我們將能夠看見宇宙的起源;包括恆星的誕生、新生的太陽系、和不斷演化的星系。因為在距離地球大約150萬公里的軌道上,有一台新的望遠鏡正在運行,它會以人眼看不見的光來凝視過去、並觀看宇宙形成的軌跡。」中文世界第一本專書,完整介紹哈伯望遠鏡的繼承者:詹姆斯・韋伯太空望遠鏡,書中以大量照片、插畫、示意圖和圖表,解答韋伯望遠鏡的大小事,並欣賞韋伯至今所拍攝的代表性驚人影像。

太空望遠鏡科學研究所由NASA委託大學天文研究協會(簡稱AURA)籌辦,於1981年在美國巴爾的摩的約翰霍普金斯大學霍姆伍德校區(Homewood)創立,作為當時「大太空望遠鏡」計畫(即後來的哈伯太空望遠鏡)提供長期指導與支援的的獨立機構。

詹姆斯.韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)在2021年12月成功發射,是全世界在經歷了艱難疫情、一年即將結束之際殷殷盼望的好消息。許多國家轉播了發射實況,令人回想起20多年前國際太空站升空、甚至更早之前阿波羅計畫帶來的振奮。

哈伯望遠鏡接班人

韋伯在2022年1月完成部署,正式成為哈伯太空望遠鏡的接班人。早已超過服役年限的哈伯將在停止維護後逐漸失去功能,它的任務與角色將交棒給韋伯,以更加銳利的紅外線視野,探索更遙遠的宇宙起源。

本書由韋伯望遠鏡的科學作業中心「太空望遠鏡科學研究所」編寫,集結了NASA與共同開發韋伯望遠鏡的各國航太公司和實驗單位的資料,以簡明的科普語言說明韋伯肩負了哪些迫切的科學任務,以及這架「時光機」的運作原理,包括紅外線觀測、工程概念、主鏡和遮陽罩設計、科學儀器和相機、飛行器系統等。最後敘述韋伯如何與新一代的地面天文台聯手,為未來的天文學開創新局。

紅外線觀測了解宇宙

詹姆斯.韋伯太空望遠鏡是NASA的新一代軌道天文台,也是哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)的後繼者。這個跟網球場差不多大的望遠鏡,在遠超過月球距離的軌道上運行。韋伯能夠偵測到紅外線輻射,就像哈伯可以在可見光波段觀測一樣。

紅外線的觀測對我們了解宇宙非常重要。我們可以在紅外線波段偵測到距離地球最遠的天體;而較低溫的天體雖然在可見光看不見,卻可以在紅外線被偵測到;且紅外線能夠穿透塵埃,讓我們看見深埋在塵埃深處的天體。人類對於宇宙樣貌的理解才剛開始成形,而韋伯即將獲得大量的新發現,這將會為人類打開觀測宇宙的大門。

解答天文學中最大的謎團

透過頂尖的科技,NASA、歐洲太空總署(ESA)和加拿大太空總署(CSA)的科學家和工程師,合作把韋伯望遠鏡一點一點建構起來,成為一套創新的天文台。它不僅可以抵禦酷寒的太空環境,而且還能轉而利用酷寒帶來的優勢。韋伯能夠摺疊起來,裝進火箭內部發射升空,然後到了快要接近軌道時,再像蝴蝶打開翅膀一樣的展開。

2021年12月25日,韋伯望遠鏡在法屬圭亞那發射,於2022年1月25日抵達位於第二拉格朗日點(L2)的預定觀測位置,展開對宇宙的探索。超新星和黑洞、新生星系、和有可能發展出生命的行星──韋伯將幫助我們解答某些天文學中最大的謎團。

揭露宇宙起源的祕密

哈伯太空望遠鏡的開創性發現,清楚地向我們表明:我們還需要更深入地探索宇宙。這也是我們對哈伯的繼承者詹姆斯.韋伯太空望遠鏡的期待。韋伯將會面對在紅外線宇宙中發現的新謎題,並回答人類自古以來的疑問:恆星、星系和行星為什麼會存在?宇宙中只有我們嗎?

哈伯太空望遠鏡在三十多年前開始了宇宙探索之旅,而今韋伯太空望遠鏡將延續哈伯的志業,帶領我們展開更加宏偉的旅程。就如同哈伯過去對我們所示範的,韋伯未來的重要發現必將讓我們更了解過去從未想像過的天體現象。

對紅外線視野的需求

1994年,在哈伯太空望遠鏡升空後僅僅四年,天文學家就開始構思下一個大型的太空天文台。雖然哈伯在解開宇宙的奧祕上有卓越的進展,但另一種在科學上非常強大的新型望遠鏡正逐漸出現,這種望遠鏡將在距離地球很遠的地方運行,體積比過去發射到太空的所有望遠鏡都要大,而且是針對紅外線觀測進行最佳化設計。

在天文學中,電磁光譜中的紅外線波段提供了非常豐富、寶貴的科學數據。而且,隨著哈伯太空望遠鏡徹底改變了可見光學天文學,下一代天文台將在紅外線波段上做出同樣重大的貢獻,因為對於非常古老、遙遠的宇宙,紅外線觀測扮演了關鍵的角色。

紅外線波段才能偵測到

星光在太空中前進了數十億光年,會受到宇宙膨脹效應的影響。在穿越宇宙的旅程中,隨著空間本身的膨脹,光波會被拉長(也就是位移)到更長、更紅的波段。最後到達地球時,最遙遠的恆星發出的可見光已被拉長到只能在紅外線波段中偵測到。

因此,宇宙最早期的恆星和第一代星系從可見光的視野中消失了,一來是因為它們距離地球太遙遠,再者也是因為宇宙本身從大霹靂開始就持續地高速膨脹。

為了將視野擴展到更遙遠的宇宙,天文學家必需設法偵測到更暗的天體,並觀測到紅外線中更遠的波段。(昀恬/輯)

《詹姆斯・韋伯太空望遠鏡》
作者:太空望遠鏡科學研究所
出版社:大石國際文化

其他書訊:
《西方人眼中的「中國」性格》
作者:明恩溥
出版社:崧燁文化
美國傳教士明恩溥以西方人的視角列舉中國人的性格特徵,結合多年生活於中國的經驗,推翻大家認定的傳統中華美德,並歸納整理中國人性格的弊病,真切地提出解決方針。儘管並不全然客觀,但仍值得後世研究拜讀。

明恩溥原名亞瑟.亨德森.史密斯(Arthur Henderson Smith),美國公理會來華傳教士。出生於康乃狄克州,1867年畢業於伯洛伊特學院。1880年,在山東省西北部的恩縣龐莊開始傳教工作。1905年辭去教職,留居通州寫作。1926年返回美國。他在華生活54年,熟悉底層人民生活,熱愛中國,是最早向美國總統老羅斯福建議退還中國庚子賠款的人之一。

《謙遜》
作者:戴瑞.凡.湯格蘭
出版社:大田

作者以社會心理學的堅實後盾,為我們打造一劑從內到外的謙遜之藥,論理清晰不失幽默,提出人人都可以實際運用與思考的解方。也許活在這個世代,我們無法對「自戀」與「自私」免疫,但因為「謙遜」,我們坦然接納真正的自己,培養自我洞察的能力,善待自己,克服自慚形穢,對自己的生命有了自主權與安全感,繼而充滿勇氣,與世界互動。

美國霍普學院的副教授戴瑞.凡.湯格蘭,身為一位社會心理學家,他已經發表超過兩百篇學術論文及書籍章節,探討的主題諸如生命、謙遜、宗教、寬恕、關係,以及幸福。他的研究曾在,包括《紐約時報》、《芝加哥論壇報》、《華盛頓郵報》、《哈芬登郵報》以及《男士健康雜誌》上發表。

《與神相交解密:六個屬靈要訣》
作者:許宏度
出版社:橄欖

作者從約翰壹書出發,簡明易懂地羅列新、舊約聖經中的實例,解析屬靈世界的神是如何與物質世界的人相交,進而了解在現代的生活中,我們可以如何活用這些案例,將被動化為主動,親自與神相交聯繫。每章結尾都附有個人思考或小組討論的題目,可增進對章節內容的反思及活用。

加拿大維真神學院道學碩士、蘇格蘭亞伯丁大學新約博士許宏度曾任維真神學院客座新約講師、內地會宣教師、台北中華福音神學院新約副教授、北美華神溫哥華區執行主任。