由18塊鏡子組成，每秒鐘只能收到1個(gè)光子，詹姆斯韋伯能看多遠(yuǎn)？

詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡可以說(shuō)是現(xiàn)今人類制造的最先進(jìn)的宇宙觀測(cè)設(shè)備之一，那么它到底能看多遠(yuǎn)呢？

詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡的一個(gè)最重要任務(wù)就是觀測(cè)宇宙的第一個(gè)星系，也就是要接收宇宙誕生之初的第一批光子。宇宙自誕生就在不斷膨脹，要接收宇宙誕生之初的第一批光子，那可是100多億光年的距離，詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡真能看這么遠(yuǎn)嗎？它是怎么做到的呢？想要接收宇宙中最古老和遙遠(yuǎn)的光，首先一點(diǎn)就是要把望遠(yuǎn)鏡做得足夠大。

這就好比下雨時(shí)用盆接水，盆口越大，單位時(shí)間內(nèi)接到的雨水就越多，望遠(yuǎn)鏡也是如此。

詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡由18塊獨(dú)立的小鏡子拼接而成，整個(gè)鏡面的直徑達(dá)到了6.5米，是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的4.5倍。為什么要用18塊小鏡子進(jìn)行拼接，而不使用一個(gè)大鏡子呢？這就要提到它的前輩，哈勃望遠(yuǎn)鏡了。哈勃望遠(yuǎn)鏡在升空之后，由于鏡面存在問題導(dǎo)致焦點(diǎn)沒有完美對(duì)齊，所以進(jìn)行過一次太空維修，當(dāng)時(shí)的花費(fèi)就超過了15億美元。而詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡如果也出現(xiàn)類似的問題，浪費(fèi)的就不僅是15億，而是直接報(bào)廢。

為什么呢？因?yàn)檎材匪鬼f伯太空望遠(yuǎn)鏡所處的位置要比哈勃望遠(yuǎn)鏡遠(yuǎn)多了，它在距離地球150萬(wàn)公里的第二拉格朗日點(diǎn)上。

以目前的人類科技，根本沒有辦法載人前往那么遙遠(yuǎn)的地方，就更不用說(shuō)進(jìn)行太空維修了。所以詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡采用了18面獨(dú)立小鏡子的設(shè)計(jì)，每一面六邊形小鏡子都可以獨(dú)立活動(dòng)，也就是說(shuō)當(dāng)焦點(diǎn)沒有完美對(duì)齊時(shí)，可以單獨(dú)操作這些小鏡子進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。為什么詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡要放到那么遙遠(yuǎn)的地方呢？這就要說(shuō)到第二個(gè)關(guān)鍵了，就是溫度。

宇宙在不斷膨脹，所以138億光年以外的光早已從可見光被拉長(zhǎng)到了紅外波段，也就是說(shuō)詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的并不是可見光，而是紅外光。

想要觀測(cè)紅外光，一個(gè)硬性條件就是自身足夠冷，否則在觀測(cè)的時(shí)候，看到的就全是自己發(fā)出來(lái)的光。那么自身到底要冷到什么程度呢？只能比絕對(duì)零度高7度，也就是必須達(dá)到零下266.15℃以下才行。這就是為什么要把詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡放到那么遠(yuǎn)的原因了，目的就是要盡量減少太陽(yáng)光和地球熱量所產(chǎn)生的干擾。

不過僅僅是放遠(yuǎn)了還不夠，還必須要隔熱，所以我們可以看到在詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡上安裝著5層巨大的隔熱膜。

為什么是5層呢？太空是近乎于真空的，所以熱量的傳遞主要依靠的就是熱輻射，雖然每層隔熱膜會(huì)把絕大部分熱量輻射出去，但也有少部分熱量會(huì)通過隔熱膜自身的傳導(dǎo)進(jìn)入到內(nèi)部，于是就需要下一層膜將其輻射出去，而且為了能夠?qū)崃宽樌懦觯繉幽ぶg的間隔和角度都是經(jīng)過精密計(jì)算的。

經(jīng)過了這一系列操作，韋伯望遠(yuǎn)鏡的溫度就可以維持在零下233℃左右了，雖然很低，但還是不夠。

所以詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡還擁有一套制冷系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的原理是利用聲波來(lái)壓縮絕緣管子中的氦氣，使管子中的氦氣形成溫度差，然后將熱的那部分連接隔熱膜，將熱量排放出去，而冷的那部分則用于給鏡面降溫。這套系統(tǒng)聽起來(lái)復(fù)雜，實(shí)際上就是利用了壓力與溫度成正比的物理學(xué)原理。這回鏡子的溫度總算是降到了266.15℃以下。現(xiàn)在可以看到宇宙中最古老的光了吧？的確，不過平均每秒鐘只能接收到1個(gè)138億光年外的光子。