摘要:长久以来,人类的目光和思维,都习惯性地将宇宙视为虚空,然而一张照片的出现,如同一道划破永夜的闪电,彻底击碎了我们的这种古老错觉,它告诉我们,那片我们以为空无一物的黑暗,才是宇宙最真实、最深邃、也最令人敬畏的主体。
长久以来,人类的目光和思维,都习惯性地将宇宙视为虚空,然而一张照片的出现,如同一道划破永夜的闪电,彻底击碎了我们的这种古老错觉,它告诉我们,那片我们以为空无一物的黑暗,才是宇宙最真实、最深邃、也最令人敬畏的主体。
1995年,时任哈勃空间望远镜研究所所长的罗伯特·威廉姆斯决定动用他作为所长可以自由支配的观测时间,将这个价值数十亿美元、无数天文学家排队等待的精密仪器,对准天空中一个看似“平平无奇、空无一物”的区域,大熊座的一小片黑暗天区,并进行连续十天的曝光。
结果震惊了整个科学界,当第一张“哈勃深空场”的照片传回地球时,人们看到了数千个前所未见的光点,每一个光点,无论多么黯淡,都不是一颗恒星,而是一个完整的、拥有数百上千亿颗恒星的星系。人类第一次真切地“看到”,宇宙的深处不是虚空,而是充满了星系。
这一革命性的成功,开启了天文学的一个新时代,“深空探测”,此后哈勃又接连拍摄了“哈勃超深空场”和“哈勃极深空场”,每一次都将人类的视野推向更遥远、更暗淡的宇宙边缘。
我们今天所说的“哈勃遗产场”,正是这场持续探索的巅峰之作,2019年5月2日,美国国家航空航天局正式发布了这张集大成的宇宙肖像,它并非一次拍摄的成果,而是一部编织了哈勃望远镜长达16年观测数据的史诗级巨著。
为了构建这幅影像,天文学家团队将哈勃历史上所有深空场的数据——深空场、超深场、极深场等项目全部整合在一起。这背后是:7,491次 独立的曝光;总计640万秒的累计曝光时间;耗时8个月的数据处理与合成;以及全球数百名天文学家的心血与智慧。
这张照片所对准的天区,在天空中所占的面积,仅仅相当于我们在地面上看到的满月大小。或者,用一个更经典的类比:它就像是你伸直手臂,指尖捏着一粒沙子,那粒沙子所遮挡的天空区域。
然而就是在这沧海一粟般的微小区域里,这张照片向我们揭示了至少265,000个星系,在这张高清的图片中,你看到的几乎每一个光点,无论它多么微弱、多么模糊,它都不是一颗孤独的恒星。它是一个星系,一个如同我们银河系一般,由千亿颗恒星、气体、尘埃和暗物质构成的庞大天体系统。
“哈勃遗产场”的震撼,远不止于其庞大的星系数量。它更是一部名副其实的“时空电影”,记录了宇宙从婴儿期到成熟期的完整演化过程。
因为光速是有限的,我们看到的遥远天体,并非它们此刻的样子,而是它们在光线发出时的样子,光线传播得越久,我们看到的天体就越古老,“哈勃遗产场”中的这些星系,发出的光经过了数百万光年到数十亿光年,最远的甚至跨越了133亿年的时间和空间,最终才汇聚到哈勃的镜头之中。
通过对这数十万个处于不同演化阶段的星系“样本”进行统计和分析,天文学家就能推断出星系成长、合并和最终“死亡”的完整物理过程。
“哈勃遗产场”是哈勃空间望远镜所能达到的极限,但它绝不是人类探索精神的终点,韦伯空间望远镜已于2021年底发射升空,已经发布了它自己的“深空场”图像,其清晰度、深度和揭示的细节,都达到了前所未有的高度,它让我们看到了比“哈勃遗产场”更遥远、更古老的宇宙,将人类的认知边界,再次向前推进了数亿年。
据科学家最新估算,在可观测宇宙中,至少存在2万亿个星系,我们银河系拥有约2000亿颗恒星,而宇宙中却有2万亿个像我们银河系这样的星系,虽然我们常常用“浩瀚”来形容宇宙,但对于宇宙的实际大小和尺度,人类的语言和想象力显得如此苍白无力。
来源:观察宇宙