史上第一張宇宙極限照片

宇宙到底有多大？宇宙的邊界在哪兒？這都是喜歡仰望星空的人，常常問自己或者問別人的好問題。

從古到今，從宗教哲學到觀測宇宙學，都給出了不同答案——

托勒密創立了地心說，告訴世人宇宙是一個嵌套27層的同心水晶球；

伽利略豎起天文望遠鏡，打碎了地心說，沖著望遠鏡笑道，這才是觀星利器；

赫歇爾架起更大號的遠紅外望遠鏡，確定了圓盤狀的銀河系，記下了5000個星雲；

哈勃叼著煙斗，瞄著胡克望遠鏡，測定了10萬光年的銀河系，看到90萬光年的河外星系，甚至發現了星系間彼此遠離的現象，並且順手開創了測量宇宙學，更準確更專業地度量宇宙的尺度。

而另一個「哈勃」繼承了他的遺願，在上世紀90年代中期，將最遙遠的宇宙星圖傳回地球，喚醒人類，這就是著名的「哈勃深空場」Hubble Deep Field。

這個哈勃深空場，既不是什麼力場，也不是什麼道場，其實就是一張照片，一張令人驚嘆、細思恐極的星空照片。

之所以稱為「哈勃深空場」，首先是因為哈勃太空望遠鏡拍的，其次是對準宇宙深空拍的，再有就是照片里的主角，並非繁星點點的普通星星，而是每一個光點都代表著一個星系。所以，用「深空圖」這種詞兒，已經遠遠不夠用了，必須創造一個新詞——「深空場」，看起來才能貼切些……於是，誕生了Hubble Deep Field——哈勃深空場，簡稱HDF。

這就是哈勃深空場的一部分。密密麻麻的星星，每個星光就是一個星系！小小照片里竟然捕捉到將近3000個星系，其中一些是最年輕也是最遙遠的星系，而最遙遠的星系竟然距我們100多億光年之外！

這是人類有史以來第一張最遙遠的可觀測宇宙極限！與此同時，深刻問題喚醒了人類，我們再次追問自己：宇宙到底有多大？我們處在宇宙什麼位置？宇宙的本質是什麼？

這些燒腦的深刻問題還是留給自己吧，我們還是倒回去，看看這張照片背後的奇妙故事。

大家知道，哈勃太空望遠鏡作為全世界最稀奇的天文觀測資源，天文學家們要想動用它，使用它的觀測時間，都得提前好長時間排隊，需要提交申請報告，詳細解釋想要觀測什麼，觀測目的是什麼，重要程度如何，等等。僧多粥少的情況下，可想而知，大多數申請都被拒了。

好在籌劃拍攝「哈勃深空場」項目的負責人，恰好是羅伯特·威廉姆斯Robert Williams，他還有一個特別身份——美國太空望遠鏡科學研究所所長。要知道這個所長有個特權：哈勃觀測時間裡有一小部分，被用作「所長的自由支配時間」。

於是，所長動用了特權，一連徵用十天。這讓很多正在排隊的天文學家和科研機構，背地裡嘀咕不已。更讓他們大跌眼鏡的是，提交觀測的區域，竟然是宇宙最黑暗最空曠的天區。於是，窺探黑暗世界，成了「哈勃深空場」這個計劃的綽號。坐等譏笑嘲諷的人，甚至準備向媒體爆料的人，都在等著看笑話。

結果就是，不僅讓這幫人都閉嘴了，甚至成為NASA最值得驕傲的照片之一，就連當時美國副總統戈爾愛上了這張照片，向NASA索要主題海報。

在此插一句：為什麼「哈勃深空場」計劃要選擇最黑的天區呢？

此時此刻，我腦子裡禁不住冒出詩人顧城的名句：黑夜給了我黑色的眼睛，我卻用它尋找光明。

其實，真實原因並不複雜。首先選擇黑區，是為了避開星光，因為亮星會使哈勃相機的電子探測器飽和，從而破壞想要拍攝的更遙遠更暗淡的天體圖像。其次，目標區域還要遠離銀河，因為那裡聚集了太多的恆星、星雲、氣體雲。選擇包含已知星系和已經列入星表的星系團的天區，就是浪費拍攝資料，也沒什麼意義。再有，天文學家最希望目標天區，位於哈勃的可持續觀測範圍內，就是北天極或者南天極附近。所以，選擇12月份的北天極，正值極夜，白天同樣可以觀測。

接著說事兒。1995年12月18日至28日，整整十天時間，哈勃對準了北天大熊星座附近的一小片天區，使用哈勃第二代廣角和行星相機，總共曝光近100小時，拍攝342張照片。

圖中像俄羅斯方塊的，就是哈勃對準的一小片天區，小到什麼程度呢？整個天區的一百萬分之二十四，這相當於滿月面積的百分之一。出乎意料的小，是吧。

再看看都拍到了什麼？剛才說了，哈勃共計獨立曝光342張圖像，經過複雜處理後，拼成了這張不盡完整的「哈勃深空場」。

照片中展現的這片令人敬畏的天體和光點，幾乎所有都是星系（只有個別帶有衍射光芒的，才是我們銀河系裡的恆星），絕大多數比我們用肉眼看得見的最暗星體，還要暗淡40億倍！沒錯——「哈勃深空場」項目團隊HDF Team給出的數值，就是暗淡40億倍。要不怎麼說哈勃是太空巨眼呢！

更重要的是，在這些最暗淡的星體里，經天文學家計算，距離我們最遙遠的星系竟然有100多億光年，要知道已知宇宙才有138億年。也就是說我們見到它們的樣子，其實是在宇宙大爆炸之後僅僅10億年的模樣。

越往遠方，越是過去！這就是宇宙探索的奇妙。

觀測越往遠方，越是接近宇宙的過去、星系的起源，也就越接近宇宙的原初、宇宙的邊界。也就意味著，我們越接近宇宙的本質，越清楚人類處在宇宙中的位置。

目前我們已知可觀測的宇宙半徑有465億光年，這也是2014年哈勃望遠鏡測定的數值，天文學家們都不相信這就是宇宙的最後邊界。

當年由埃德溫·哈勃本人開創的測量宇宙學，如今催促著天文學家們每天都在回望宇宙的過去，通過不斷改進觀測工具和技術，無休止地努力回望越來越遙遠的過去。正如哈勃在1936年曾寫下的：「最終我們會到達暗淡的邊界——我們望遠鏡的最遠極限。」

很快，一項比「哈勃深空場」看得更深更遠的「哈勃超深空場」登上天文史的舞台，刷新瞭望遠鏡的最遠極限。

宇宙最遠極限什麼樣？我們下期再見。

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