有远见的科学

去年12月詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)发射时，太空科学家们欢呼雀跃。现在，当第一批图片开始出现时，大家都很兴奋——它们确实令人惊叹。但这不仅是天文学家的胜利，这台价值数十亿美元的望远镜也应该是化学家的福音。

但是JWST通往恒星的道路漫长而曲折。关于最终取代哈勃太空望远镜的新望远镜的想法在20世纪80年代被反复讨论，第一批严肃的设计在20世纪90年代末问世。在项目开始时，望远镜预计在2007年发射。14年后，当这架望远镜搭乘欧洲航天局的火箭飞向地球以外的遥远太空时，欢呼声一定伴随着宽慰的叹息。

不断上升的成本和频繁的延期让政治家和规划者们都很恼火，甚至连望远镜的名字都被证明是有争议的。美国宇航局前局长詹姆斯·韦伯(James Webb)面临指控，他被指控在20世纪60年代参与迫害在美国宇航局工作的同性恋科学家。随后，美国国家航空航天局进行了调查，但没有发现任何证据证明它有理由更改望远镜的名称。有了这些问题，你可能会认为这个项目是在倒霉的情况下构想出来的。

然而，困扰JWST的考验和磨难在新照片面前退居二线．JWST能够提供如此美妙的图像的部分原因是它的红外摄像机套件。哈勃的工作范围是可见光，韦伯的成像和光谱覆盖了中红外和近红外区域，这是其他太空望远镜无法全面覆盖的范围。这使韦伯望远镜对宇宙恒星、行星和其他天体的组成有了前所未有的了解，并使它比目前任何望远镜都能看到更久远的时间。

这种对近红外和中红外辐射的关注对于观测遥远的恒星和星系非常有用，这些恒星和星系是红移的，哈勃望远镜看不见。但这对天体化学家来说也很好——这是在设计时很少考虑的问题。毕竟，第一颗系外行星在1992年才被确认。水、氨和许多小有机物等化合物会吸收近中程的红外辐射。这意味着天体上没有特定波长的光可以用来推断这些化学物质的存在。因此，系外行星的化学成分可以被详细地检查，这在以前是不可能的。星系也是如此。甚至围绕黑洞旋转的物质的化学成分也有待研究。更令人惊讶的是，这些数据出现在探测器的第一批快照中。

韦伯望远镜最初可能是美国宇航局的创意，但大科学的跨学科性质意味着欧洲和加拿大的太空机构也加入了进来。越来越多的科学大问题被大规模的合作项目所解决像Iter人类基因组计划和大型强子对撞机。这些项目非常复杂和昂贵，现在很难有一个国家来资助它们。

韦伯可能会回答的最大问题之一是:我们是孤独的吗?它能够观察到行星大气中存在的化学物质，这为确定其他行星上是否存在生命——智能生命或其他生命——提供了可能性。韦伯望远镜是科学合作的奇迹，它为天体化学家提供了现有最大化学实验的新见解。韦伯可以举起一面6米半的镜子，照向宇宙，也许还能照到我们在宇宙中的位置。