最近地球上局势动荡。唐纳德·特朗普即将宣誓就任美国总统,战争肆虐,生态系统面临崩溃的风险。生活的许多方面都让人感到难以预测。但在我们星球之外,一切都很好。可以说,现在是历史上研究太空的最佳时机。
自2021年发射以来,威力巨大的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)已经多次颠覆了教科书的基础知识。它观测到大爆炸后不久诞生的星系,这些星系比科学家认为的更明亮、更大;它还看到了出乎意料的巨大古老黑洞,并首次在系外行星的大气层中识别出支持生命的化合物,如二氧化碳。它的发现来得如此之快,以至于科学家有时不知道该专注于其众多发现中的哪一个进行研究。
随着其他几个最近启用或即将启用的大型天文台,这些丰富的成果只会越来越多。2023年,欧洲将其欧几里得望远镜发射到太空,专注于暗宇宙——似乎主宰宇宙的神秘暗能量和暗物质。今年,位于智利的薇拉·C·鲁宾天文台将开始每隔几个晚上拍摄整个天空,观测移动物体、短暂的闪光以及宇宙随时间的变化。而在2027年,美国国家航空航天局的 南希·格雷斯·罗曼太空望远镜将加入JWST的行列,通过红外光观察太空,回溯到宇宙的最早时期。
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考虑到JWST高达100亿美元的价格标签(它是有史以来建造的最昂贵的天文台),欧几里得望远镜15亿美元,南希·格雷斯·罗曼望远镜43亿美元,薇拉·C·鲁宾望远镜4.73亿美元且还在增加,当地球上有这么多问题时,为什么还要把这么多钱花在太空上?
改善地球上的生活是一个崇高的目标,但天文学也是如此。即使成本如此之高,美国联邦预算中每年用于美国国家航空航天局的资金也不到0.5%。我们对太空的研究表明,我们人类仍然可以跨越国界和竞争,共同完成伟大的事情。这证明我们可以为不提供经济利益或物质优势的目标投入巨额资源和努力。为求知而求知是很有价值的,即使它对我们星球上的实际情况没有任何影响,对其追求也是合理的。
但事实上,天文学确实直接影响着人们的生活。为航天器供电的需求推动了我们在地球上使用的太阳能电池板技术的发展。对望远镜中使用的电荷耦合器件(CCD)相机的研究促成了我们口袋里的手机摄像头技术。此外,从太空观察地球帮助我们了解了不断变化的气候,甚至将人类凝聚在一起,欣赏我们世界的脆弱性。
如果我们转移太空研究的资金,我们将失去的简直是天文数字。仅鲁宾天文台每晚就会产生约20万亿字节的原始数据,而罗曼望远镜每天还将增加1万亿字节——更不用说每天从JWST传来的约500亿字节的数据了。总而言之,天文学家现在可以获得源源不断的天体信息,而过去他们能获得涓涓细流就已算幸运。挖掘这些宝藏将帮助我们了解宇宙最初是如何产生的。我们可能会弄清楚恒星和星系是如何诞生、演化和死亡的,我们希望我们能够解决太空中的一些最大谜团:暗物质是由什么构成的?拉开宇宙的暗能量的本质是什么?在某个地方是否存在我们之外的生命?
用于理解宇宙和我们在宇宙中的位置的金钱和工作绝非浪费——这个项目是人类从事的最崇高的事业之一。天文学提醒我们,我们是比我们自身更宏大事物的一部分——地球上生活的动荡,无论是奇迹还是悲剧,都不是全部。通过凝视星空,我们可以看到,我们的生命只是一个伟大而神秘的运作中的一小部分。
就在几百年前,我们还依靠故事来解释我们仰望夜空时看到的东西。今天,我们比以往任何时候都更有准备描述我们宇宙的真实面貌。这个正在展开的故事结果证明比人类能创造的任何东西都更令人着迷,我们对它的了解值得我们花费的每一分钱。