紀錄片《哈勃三十年：揭示宇宙奇觀》
服役已30年的哈勃空間望遠鏡如同耄耋之年的老者一般即將遠離這個世界，無論是天文學家，科學家還是普通人都對它滿懷深情和讚譽，是哈勃讓我們領略到那些令人窒息的太空美景，以及躲在黑暗裡的數以億計的未知星系，甚至在它古稀之時還發現了130億年前迄今最古老的星系，哈勃對未知宇宙的解讀完全超出了人類的預期。
哈勃對宇宙空間的探測有四個重大發現。
造父變星
1，宇宙的年齡：自大爆炸以來，宇宙就在不斷膨脹著，宇宙的年齡一直是天文學家們充滿疑惑的問題，一般認為宇宙形成了100億~200億年之間，為了更精確地測量宇宙的年齡，就必須確定它的膨脹速度，哈勃通過測量遙遠星系中的31顆造父變星的脈衝，得出了精確到5%的膨脹速度，由此計算出宇宙的年齡約為137億年，之後又精確到了138億年。
超大質量黑洞
2，超大質量的黑洞：二十世紀初，曾有人猜測在大多數星系的中心都存在著具有數十億太陽質量的超大質量黑洞，但都缺乏確切的證據，哈勃通過觀測發現在一些星系中心的一側有氣體以高速遠離我們，而另一側的氣體以相同的高速向我們運動，能使氣體保持在如此高速軌道中的唯一可能，就是大量物質被壓縮成小體積，簡單來說這就是一個超大質量黑洞，哈勃首先在M87星系中發現了超大質量黑洞，之後在宇宙深處又發現了更多的超大質量黑洞。
恆星的誕生
3，恆星的誕生：哈勃觀測到恆星形成之前的環境決定了恆星將成為什麼樣的類型，恆星往往在星群和星團中成長最快，越大的恆星形成速度越快，然後這些大恆星不斷的消耗周圍的氣體，使隨後的恆星更難形成，當然這是一個極為漫長的過程。
行星
4，系外行星： 在哈勃升空之前，天文學家還沒有發現太陽系外有行星的存在，經過了哈勃30年的觀測，至今已發現了超過1000顆已確認的系外行星，哈勃還探測到了系外行星的大氣中存在某些特定元素，天文學家們希望能進一步對行星進行分類，觀察它們的大氣層，分析行星上的環境，那麼天文學家極有可能會搶在生物學家之前找到生命是如何誕生的證據。
有史以來最大的紅外空間望遠鏡
哈勃和韋伯
2021年第二代空間望遠鏡詹姆斯-韋伯將替代哈勃進行空間觀測，韋伯的名字來源於詹姆斯-韋伯，他是美國國家航空航天局（NASA）第二任局長，曾領導美國阿波羅登月計劃並取得了卓越的成就，特別是對無人探測項目進行了大力支持，因此NASA將第二代空間望遠鏡更名為“詹姆斯-韋伯空間望遠鏡”，以此來紀念於1992年逝世的這位86歲老人。
詹姆斯-韋伯將進一步拓展我們所能看到的宇宙邊界，因為它可以觀測到更長的波長——遠紅外波段，哈勃只能探測到50~100億年前的宇宙形態，而用紅外相機的韋伯能探測到宇宙最初形成10億年以內的形態。
在宇宙大爆炸最初的幾億年裡，一切都是黑暗的，隨著時間的推移，氫和氦原子聚集在一起形成星系，但是第一批恆星用了4億多年才開始發光，韋伯的主要任務就是要捕捉這些紅外光波。
那麼韋伯跟大哥哈勃有什麼不同？
詹姆斯-韋伯紅外空間望遠鏡
1，造價高：詹姆斯-韋伯紅外空間望遠鏡的造價超過哈勃望遠鏡近70億美元，這還沒算髮射和維護的費用。
2，距離遠：韋伯將被送到距離地球150萬公里的太空，這相當於地球到月亮距離的四倍。而哈勃望遠鏡距離地球才568公里，跟韋伯差了2640倍。
620000個微型快門
3，技術難：有62000個微型快門，每個快門的寬度只有100~200微米（一個頭髮絲40微米），有網球場那麼大的五層巨型遮陽板，用最輕的金屬鈹（pi）製造的18片小六邊形鏡片來組成直徑達6.5米的主鏡，用低溫儲罐來保持中紅外儀器在零下266℃。
4，體積大：運送火箭根本裝不下，只能把主鏡片分解塞進火箭裡面去。
5，意義深：捕捉早期宇宙誕生幾億年時的樣子。
韋伯的四個高端設備
遠離地球150萬千米的太空
詹姆斯-韋伯要尋找更加遙遠且闇弱的星系，它必須收集來自一個目標每秒不超過1個光子的光，這種極高的靈敏度要求韋伯必須在離地球150萬千米的地方才能確保不會受到太陽，地球和月亮的引力干擾。
韋伯觀測初期宇宙要用到以下4種新型儀器：
近紅外光譜儀
1，近紅外光譜儀：這臺由歐洲空間局製造並使用戈達德航天中心提供的高度複雜的百葉窗快門陣列，能夠同時觀測100多個天體。
2，中紅外設備：這臺多用途相機由歐洲空間局和NASA共同製造，它將觀測遙遠的恆星星族，氫雲以及太陽系邊緣闇弱的彗星。
3，遠紅外相機：這臺由亞利桑那大學制造的相機將探測來自超新星，最早期的恆星與星系在形成過程中發出的光。
4，精密導星傳感器：這臺由加拿大空間局製造，配備了一個可以選擇波長極為特定的濾光片，它將兼作星敏感器。
紅外線為什麼能探測到初期宇宙？
紅外探測宇宙
要觀測早期宇宙，就必須要藉助遠紅外相機，哈勃望遠鏡是不具備這項功能的，因為紅外線能穿過大部分阻擋可見光的塵埃雲，所以韋伯紅外空間望遠鏡能探測到極其遙遠的宇宙深處發出的紅外輻射波，還能觀測到讓紅移效應移出可見光譜範圍的闇弱星系。
為什麼用紅外線來探測宇宙深處的四個關鍵點
1，人眼能看見什麼光？
光波
人的眼睛對光波的識別度並不強大，人眼只能看到可見光部分，像波長大於760nm的紅外線，波長小於380nm的紫外線，以及波長小於10nm的X射線，波長1mm~1m的微波，波長大於1m的無線電波等都是人眼看不見的光波。
2，什麼是光？
光
光是人眼可以看見的一種電磁波，所有溫度高於-273.15℃（絕對零度）的物質都能發出電磁波，它們都會以光的形式向外輻射，而頻率（波長）是分類電磁波的方式，按波長的高低來分就是：無線電波，微波，紅外線，可見光，紫外線，X射線和Y射線。
3，為什麼物質會發出紅外線？
三稜鏡折射太陽光
同光的原理一樣，所有低於絕對零度的物質都能產生紅外線，因其具有熱能，所以也被稱為熱射線。一般來說溫度越高，釋放出光的能量就越大，這時光線趨向於可見光，所以表面溫度達5500℃的太陽發出的光就是可見光，這裡面當然也包括紅外線，而地球上的物質溫度不夠發出可見光的能量，所以只能產生紅外線。
4，為什麼遠紅外線能穿透一切物質？
紅外熱成像
由於紅外線的頻率相對較低，能量還達不到使原子或分子解體的程度，所以紅外線只能從原子或分子之間的間隙穿過，在穿過了星空中無數的塵埃雲之後，從遙遠的宇宙深處發出的紅外線才能被遠紅外相機捕捉到。
詹姆斯-韋伯遠紅外相機的使命。
天文觀測通常分為兩大類：成像觀測與光譜觀測，對星空進行成像觀測可以測量恆星的星等，位置和空間形態等，我們看到哈勃拍攝的深空美景就是基於成像觀測的。
光譜觀測就是將覆蓋較寬波長範圍的星光分解成光譜形式，通過分析光譜，我們就可以確定一個天體的物理性質，例如表面溫度，重力，化學組成以及它們在空間中的運動速度等。通過測量光譜的強度，還能知道這顆恆星製造了哪些元素，結合恆星的外層結構，還能推斷出它的質量，年齡，誕生位置，甚至是否與其他恆星發生過激烈的碰撞等信息，所以遠紅外相機是天文學家探測宇宙深空的一大利器。
每個人都有機會使用空間望遠鏡
如果你想使用空間望遠鏡，就必須向NASA提交申請，你要留下你腦洞大開的想法，儘可能的以書面形式書寫，他們每年會進行一次評審，1000人的通過率只有20%，機會還是有的，如果這次沒通過的話，那麼明年再來一次。
結語
空間望遠鏡所拍攝的圖像讓我得以一窺宇宙星空那色彩斑斕的驚豔之美，從雕塑般的星雲，細緻入微的彩色星球，到無數星系的深邃形態，讓我們在有生之年看到了從太陽系到百億光年宇宙深空的樣子。
哈勃空間望遠鏡為人類留下的宇宙圖像，遠遠超過了它所做的科學貢獻，一直陪伴著哈勃望遠鏡35年的歐洲空間局哈勃項目科學家安內拉-諾塔說：哈勃空間望遠鏡是全人類的望遠鏡，它屬於每個人”。我們期待哈勃的繼任者詹姆斯韋伯能帶給我們更加遙遠，更加真實的宇宙原貌。
