观测效率是哈勃的千倍，视野是哈勃的百倍……罗曼空间望远镜启动宇宙巡视

本文来自微信公众号： 世界科学 ，作者：编译 希区客

对于那些探索时空本质与宇宙奥秘的学者而言，1980年代充满惊喜和困惑。

阿兰·古斯(Alan Guth)提出宇宙暴胀理论，即宇宙在诞生后的极短瞬间发生了一段指数级的急剧膨胀，这解决了大爆炸理论无法解释的多项疑难。不过，诸多根本性谜题悬而未决。研究者不知道宇宙诞生于何时、以何种方式形成，也不清楚宇宙的物质构成。太阳系之外的世界几乎只可想象而无从观测。

随后，美国宇航局(NASA)启动大型轨道天文台计划(Great Observatories)，其中率先奔赴星辰的是1990年发射的哈勃空间望远镜。自此，人类仰望星空的视野焕然一新。

芝加哥大学宇宙学家迈克尔·特纳(Michael Turner)表示：“如今，我们面对这些时内心毫无波澜。但在当时，把望远镜送入太空可谓十分大胆。那是‘手可摘星辰’的观察境界了。”

2026年8月30日，NASA发射南希·格蕾丝·罗曼空间望远镜(RST)，将人类探索太空的边界进一步拓展。

这台望远镜有望呈现一幅宽广、深远的宇宙图景——仅单张完整图像就需要超过50万台高清电视机方可显示。罗曼望远镜的观测效率最高可达哈勃的上千倍，视场广度至少为哈勃的百倍。它将凭借锐利的红外观测能力，捕捉数以十亿计的星系与恒星，预计还可发现约十万颗全新的系外行星。

天文学界将依托RST的观测数据来揭示暗物质与暗能量(二者约占宇宙总构成的95%)的神秘面纱，并完成对银河系内行星的普查工作。更令人期待的是，罗曼望远镜或许还将引出许多学界从未设想的视角、不曾思考的谜题。

罗曼望远镜科学团队负责人朱莉·麦克内里(Julie McEnery)表示，罗曼望远镜就像它的前辈们那样，配备了“可开辟全新探索空间的基础性新能力”，而过往每位前辈的工作，都带来了重大科学成果。

把望远镜送入太空的构想诞生于20世纪上半叶。彼时地面天文台的口径越造越大，天文学家则借助天文台，不断揭示有关恒星的奥秘，但地球大气层如同面纱，会扭曲、阻挡多种波段的光线，极大限制观测能力。观测设备若进入太空，便可收集整个电磁波谱范围内的光信号。

1960年代，NASA在推进阿波罗登月项目的同时，开始尝试运行轨道天文台。到1970年代末，美国国会批准拨款哈勃望远镜项目就此正式启动。这很大程度上要归功于南希·格蕾丝·罗曼(Nancy Grace Roman)，NASA的首位首席天文学家，空间天文学项目体系的主要奠基人。

当然，在NASA的大型轨道天文台计划中，哈勃只是一位先行者，其主要观测波段为近紫外、可见光和近红外。后来部署的另外三台大型空间望远镜不遑多让：1991年的康普顿伽马射线天文台、1999年的钱德拉X射线天文台与2003年的斯皮策空间望远镜，覆盖了伽马射线、X射线和红外波段。

这批天文台重塑了人类对宇宙的理解。比如，哈勃精确测得宇宙向外膨胀的速率，帮助科学家推算出宇宙的年龄：目前公认的估计值约为138亿年。

空间望远镜在宇宙各处探测到黑洞，包括像银河系这样的星系核心处的超大质量黑洞，记录下宇宙中某些最为剧烈、最具能量的天体事件，还拓展了人类对于太阳系外行星的存在及其特征的认知。

在大型轨道天文台计划之后，2009年发射的开普勒望远镜努力搜寻太阳系外行星，将人类已知的系外行星数量提升至数千颗，作为哈勃望远镜继任者的詹姆斯·韦布望远镜在2021年底启航，旨在回望宇宙诞生之初，捕捉早期星系萌芽的景象。

借助哈勃与多台地面望远镜，科学家发现宇宙膨胀速率并非恒定，而是随时间加速，其驱动力则来自暗能量的排斥作用。一项2025年的研究提示暗能量的排斥力或随时间推移而起伏变化。有趣的是，学界通过两套不同方法测算出两种不同的宇宙膨胀速度数值。

两项结果之间存在约9%的偏差。这一看似微小的差异，足以深刻左右人类对宇宙历史及其最终命运的理解。

此外，虽然天文学家早在数十年前就确证了暗物质的存在，并认识到它驱动着星系运动、塑造了宇宙整体结构，但时至今日，我们仍无法直接探测到它，对其微观本质一无所知。

另一方面，人类迄今已探测到超过6000颗系外行星，却始终未在地外空间发现生命。

围绕上述未解难题，以罗曼望远镜为代表，规模更大、速度更快，分辨率和精度更高的新一代空间望远镜，将从各自不同的观测视角出发，各展所长。罗曼延续了NASA地面与空间天文台一脉相承的探索传统：不锁定特定目标，大范围扫描天空。

依托这种巡天模式，天文学家可以利用罗曼望远镜的数据，研究恒星内部结构、明亮的星系喷流、正吞噬物质的黑洞以及其他各类奇特的宇宙天体现象。

NASA正为下一代大型空间望远镜，即宜居世界天文台(Habitable Worlds Observatory)打基础，并计划于2040年代完成发射。罗曼搭载的其中一台仪器，将针对这一概念阶段的天文台开展技术验证。据称，宜居世界天文台或将有能力在类地系外行星上发现生命。

资料来源：

The Roman Telescope Promises a New Era of Cosmic Exploration