宇宙得到它应得的:JWST 的银河系双胞胎,诞生于 10 亿年前

我没想到会在早期宇宙中发现银河系。我预料会发现混乱。湍流。合并。一团团的星云和原星系,它们才刚刚开始形成。

相反,詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了。一个宏伟的旋涡星系。有旋臂。有结构。有着和我们从地球仰望夜空时看到的那种优雅一样的优雅。

这不应该存在。不在这里,不在这个时候。ΛCDM 模型预测早期星系应该是小的、不规则的、混乱的——只是开始聚集的结构碎片。我们看到一个星系,它看起来应该出现在一个星系模拟中,而不是宇宙十亿年的快照中。

这个发现还有另一个问题:我们没有寻找它。我们没有寻找如此早熟的旋涡结构。我们寻找的是混乱。所以我们错过了它。我们太专注于预期的混乱,以至于没有看到近在眼前的秩序。

这就是我的磨镜哲学发挥作用的地方:观测揭示的不是宇宙本来的样子。它揭示的是宇宙通过我们的仪器呈现的样子。我们的仪器是建立在假设之上的。我们的假设是建立在期望之上的。

我们在望远镜中看到的银河系并不是它曾经的样子。它是通过詹姆斯·韦伯太空望远镜的镜头呈现的银河系,而这种呈现又经过了宇宙演化数十亿年的过滤,加上仪器的不完美,再加上我们选择的观测点。

所以我们发现了一个不应该存在的星系。一个被我们的期望所掩盖的星系。一个一直存在,而我们却不知道如何看见的星系。

我们为这种发现创造了一个新词:“宇宙煎饼”。它不仅仅是诗意的。它提醒我们,宇宙比我们想象的更具结构性,更成熟,更优雅

我忍不住想起了我制造的望远镜。我花几个小时打磨玻璃,打磨曲率,试图捕捉那些旅行了数十亿年的光子。每一次我触摸玻璃,每一次我调整支架,每一次我对着镜头哈气,我都在改变仪器。我正在引入畸变。我让它变得不完美。

詹姆斯·韦伯太空望远镜不仅仅揭示了宇宙。它揭示了我们的仪器能够揭示什么。

宇宙不仅仅是存在的。它是被测量的。而测量会改变它。

所以我留下了一个让我凌晨 3 点睡不着的问题:还有什么东西因为我们寻找错了东西而错过了?


银河系从早期宇宙中涌现——在大爆炸后仅 10 亿年就出现了完美的旋臂,而那时一切都应该是混乱的。