我们对宇宙的认识主要来源于两个方面,一个是依靠天文望远镜进行远距离的观测,另一个则是通过超级计算机模拟的手段,对宇宙大爆炸之后的物质运动进行推演。
这两种方法各有千秋,望远镜能够给我们直接看到的反馈,但是由于信息的传播存在时滞,并且部分光线并不会直接朝着地球运动,所以很多时候我们得到的数据并不是完整的。
而计算机模拟则能够做到零时滞,零损耗的分析和推断,但是前提是我们需要给计算机提供准确无误的初始数据。
韦布望远镜能够详细展示星系刚诞生时的宇宙景象,而且还获得了许多震惊的研究成果。
此前物理学家对早期宇宙演化的模拟一直停留在较为低精度的阶段,他们无法获得大量的有效数据,这也导致得到的结果并不是特别令人信服。
但是这一切都在韦布望远镜出现之后得到了改变,科学家利用“复兴”模拟器,对早期宇宙演化进行了高精度模拟。这次模拟的精度和能力在韦布的观测下得到了显著提升。
谁也没有想到的是,韦布在模拟得到有效数据之后,却给人带来了一场颠覆性的震撼。这些数据中最核心的内容就是大型星系的存在。
根据宇宙大爆炸模型推演,早期宇宙中应该会出现一些规模较小的不规则星系,它们就像是乱石堆一样,没有明显的轨迹和运动规律。
如果按照理论的推演轨迹,那么这些星系最多也就是中等红移值的时空里面存在,但是我们却不知道为什么从来没有捕捉到过。
韦布望远镜给我们带来了完整的答案,因为它发现的不是中等红移值的星系,而是红移值大于10的大型星系。
而且令人震惊的是,这些星系竟然存在于宇宙诞生仅5亿年的时空当中。从理论上讲,这是不可能的。
因为按照光速来说,光线从产生之后直到抵达地球之间所消耗的时间是有上限的,根本不可能在5亿年的时间里面逃离出这么遥远的时空。
更不用说这些大型星系要形成恒星的话,所需的时间其实也是一个天文数字。而且根据我们现在对于恒星形成过程的认知来看,大型星系应该会先形成核心区域,随后再逐渐向外延展。这个过程本身就要耗时很长,怎么可能在5亿年之内完成!
有人认为或许应该重新修正这个理论,在早期宇宙中确实发生了某些事件,这才让大型星系得以迅速形成。但也有人表示怀疑这些数据本身可能存在问题。总之韦布望远镜引发的讨论是非常广泛和激烈的。
研究人员将韦布观测到的六个红移值大于10的星系数据与模拟结果进行对比之后发现,二者竟然高度吻合。
幸运的是,在韦布望远镜之后,“复兴”号模拟器又得到了有效数据,并且根据这些数据取得了令人满意的模拟成果。
韦布望远镜原本激发了模拟界对于早期宇宙研究方向的兴趣,而现在他们取得有效数据之后又给物理学界带来了新的启发。
他们试图借助模拟和推演技术来探究,如果真的像韦布望远镜观测到的那样,在5亿年时空中就已经出现了高红移值的大型星系,并且以如此惊人的速度生产出恒星和金属元素。
那么这对于早期宇宙来说将会是一个多么巨大的改变呢?或许我们需要重新审视早期宇宙中其他可能存在的规律和因素。
原本这个模型就预言了早期宇宙中应该会有这样规模不大但是红移值非常高的不规则星系存在;当我们确实在5亿年时空中捕捉到这样的星系之后,韦布又给出了更令人印象深刻、更具有挑战性的数据。
詹姆斯·韦布空间望远镜正在改变人类对于宇宙,特别是早期宇宙的认知。我们从这个例子当中看到,在物理学界出现困难和挑战之时,更加强劲、更加先进、更具颠覆性的观测数据和成果能够给他们带来新的活力;激发出新一轮探索的热情。
韦布望远镜本身所获得的观测成果已经引起了整个天文学界和物理学界广泛的关注和讨论;各种各样基于其成果所做出来推测和改变已经成为公开资料库里面必备内容。
但是这只是一个开始,韦布望远镜作为人类历史上最顶尖、最先进、最强大的一台天文望远镜;其观测能力将会超越计算机模拟器很多年。
韦布为早期宇宙带来挑战性的观测数据;同时也激发了模拟界对于这个领域研究方向的兴趣,并且带来了有效数据。












































