最近天文學有個大新聞，那就是韋伯太空望遠鏡要升空了
來自NASA官網的最新訊息，韋伯太空望遠鏡發射日期定在當地時間12月25號，上午7：20分，北京時間晚上8點20分，官方原文是發射日期“不早於12月25號”。
人類現在能觀測宇宙的方式無非兩種，一種就是靠接收宇宙深空的電磁波（光子），另一種就是引力波。2015年9月14號，引力波首次被探測到。所以在此之前，人類觀測宇宙深空基本上全靠電磁波。所以收集宇宙遙遠星系發出的電磁波至關重要。
韋伯望遠鏡重點任務就是蒐集宇宙誕生之初的星系發出的光，這些星系一開始特別亮，會發出大量波長短的紫外線，但這些紫外線（光）經過130多億年的飛行，紅移程度就十分大了，抵達地球時，基本上都變成紅外線了。所以這次韋伯望遠鏡就直接設計成了一個紅外線望遠鏡。它可以接收絕大部分紅外波段的電磁波。
學過物理的都知道，光由於某種原因會藍移和紅移。藍移就是電磁波的波長變短，所以在可見光波段內就是向藍光端移動。紅移就是波長變長，向紅光端移動。其實藍移並不常見，宇宙中絕大部分都是紅移現象。
紅移有三種，多普勒紅移，引力紅移，宇宙學紅移。
多普勒紅移其實很好理解，這可以簡單理解成多普勒效應。星系如果離我們越來越遠，那麼等這些光線傳到地球上時，就會造成波長增加的事實，進而發生紅移，其本質是觀察者和星系相對位置移動造成的。
如果一個星系朝向地球運動，那麼它發出的光線傳到地球，接收者就會發現波長變短了，於是就會發生藍移。距離銀河系最近的仙女座星系發出的光就會藍移，所以就可以斷定仙女座星系朝向銀河系運動，未來肯定就會和銀河系相撞。但是大部分星系都是遠離銀河系，所以地球上觀測到的大部分星系都是紅移。
還有一種紅移就是引力紅移，這個解釋起來太麻煩了，要涉及對稱性和度。最為簡單的解釋就是，光線要逃離引力的束縛就會消耗能量，由普朗克公式E=hc／λ（可知，光子能量E和波長λ成反比，所以能量低的光子，其波長就長。
光子逃離引力場會消耗能量，波長就會變長，所以就發生了紅移。
但是這種解釋並不嚴謹。還有一種解釋是光子在掙脫引力的時候其實能量並沒有消耗，能量消耗只是觀察者效應造成的。引力會彎曲周圍的時空，時空彎曲會導致光子經過的路徑延長，這種路徑延長就會造成光的波長延長，進而造成紅移。
還有最後一種紅移就是宇宙學紅移。
這個就比較好理解，因為宇宙空間在不斷膨脹，光在膨脹的空間飛行，時空會被延長，這種延長就會造成光的波長增加，而發生紅移現象。
所以基本上宇宙中所有的星系相對於人類來說都發生了紅移現象，距離地球越遠的星系，紅移越明顯，韋伯望遠鏡要找的就是宇宙最遠端的電磁波，這要是紫外線望遠鏡，那觀測能力就大大折扣，哈勃望遠鏡主要就是接收可見光和紫外線波段的光，所以哈勃的觀測能力就遠不如韋伯。
由於韋伯是紅外線望遠鏡，也造成一個很大的麻煩，那就是地球和太陽發出的紅外汙染十分嚴重。紅外線能量低，所以任何在絕對零度以上的物體都會發出紅外線，韋伯望遠鏡要盡最大可能避免紅外汙染。
如果把韋伯望遠鏡放到地球軌道上，就和哈勃一樣，繞地球飛行。那太陽和地球的紅外汙染就把韋伯望遠鏡整得和近視眼一樣。幾乎很難看到宇宙最遠端的紅外線了。所以韋伯望遠鏡必須躲在地球遮擋太陽的外面。在這個陰影面前還不能亂動，所以韋伯望遠鏡必須繞著一個點運動克服地球和太陽的引力，不然韋伯就成了地球的衛星或者人造行星了。如果韋伯望遠鏡隨便找一個點繞著做近圓周運動，那得需要大量的動力維持這種運動，恐怕上核動力電池也很難堅持太久。
幸好這個問題在200多年前先後被數學家尤拉和拉格朗日解決了。
一個物體在任何兩個天體之間都會同時受到兩股引力作用，透過計算就會算出5個受力平衡點（穩定性不同），這就是拉格朗日點。這使得如果在該點放入一個質量可以忽略不計的物體，那麼這個物體將和另外兩個天體保持固定的相對位置。
在地球和太陽的5個拉格朗日點中，L1位於太陽和地球之間，如果一個探測器只想觀測太陽，那麼L1將會是絕佳的地點。
在五個拉格朗日點中，L1，L3，L4，L5都同時面朝地球和太陽。
也只有L2最符合韋伯望遠鏡的期望。L2點距離地球150萬公里，比地月距離還長五倍。因為在L2點，韋伯望遠鏡將永遠處於地球的陰影面，地球將為韋伯望遠鏡遮擋絕大部分的太陽光線，從而以最大程度減少觀測宇宙深空過程中的干擾。
另外，由於韋伯望遠鏡處於第二個拉格朗日點上，地球和太陽的引力可以給韋伯太空望遠鏡提供絕大部分向心力，但是L2點並不是十分穩定，所以韋伯太空望遠鏡還需少部分自身動力維持軌道穩定。
事實上，即便韋伯望遠鏡處於L2點，仍有部分光線可以照向韋伯望遠鏡，這一部分光線可以給韋伯望遠鏡的太陽能電池板提供能量，保持與地球的通訊和維持自身軌道穩定。
但是這些光線又造成了一個新的問題，那就是高溫。在太空中，溫度就意味著紅外輻射。
熱量傳遞無非三種方式
第一種就是熱傳導，比如兩個固體之間接觸，就會傳遞熱量。
第二種就是熱對流，比如冷空氣和熱空氣接觸。熱傳導主要體現在固體之間的接觸，熱對流主要體現在液體和氣體這樣的流體上。
不管是熱傳導還是熱對流都需要介質，這種介質就是微觀粒子之間的對撞，這種對撞會傳遞動能，導致微觀粒子的運動劇烈程度改變，從而傳遞熱量。
在真空中沒有微觀粒子這種介質，所以外界的熱傳導和熱對流不影響韋伯望遠鏡。
但是還有第三種熱傳遞的方式—熱輻射
光子打到一個物體上，這個物體的原子就會吸收光子的能量，導致能量增加，動能提升，運動變得劇烈，所以溫度就上來了。
剩下的就是熱輻射，由於最外層遮陽板溫度升高，其材料內部的原子核外的電子就會大量輻射能量，這種能量以光子的形式釋放出來，進入更內層遮陽板，以此類推。所以工程師就在每一層之間設計了一定的角度反射光子。透過層層反射，到了最內層時，光子基本上所剩無幾了，這時候韋伯望遠鏡已經把杜絕光汙染做到極致了。
最後希望韋伯望遠鏡能夠發射成功！
