دانش انسان از جهان، محدود به حواس او است اما ذهن، اعتقادی به این محدودیت‌ها ندارد. هنگامی‌که نیمه‌شب در کنار جنگل آتش روشن کرده‌اید و در روشنایی کم آتش به تاریکی جنگل خیره می‌شوید، تصاویر ترسناکی را در ذهن به تصویر خواهید کشید. این تصاویر ناشی از عدم آگاهی و تاریکی شب است. اما هنگامی‌که با چراغ‌قوه در دل جنگل حرکت می‌کنید، جز درختان انبوه، چیزی نخواهید دید. در سالیان دور و قبل از اختراع تلسکوپ، انسان تصور مشابهی از کیهان داشت.
اما، در حدود ۴۰۰ سال قبل و با اختراع تلسکوپ، دریچه جدیدی به روی بشر گشوده شد. در میانه قرن بیستم میلادی و با ساخت رادیو تلسکوپ‌ها، کهکشان‌هایی در فاصله‌های بسیار دور مشاهده شدند. برخورد کهکشان‌ها با استفاده از تلسکوپ هابل به اثبات رسید. اکنون نوبت به تلسکوپ «جیمز وب» (James Webb) رسیده است. این تلسکوپ در تاریخ ۲۵ دسامبر سال ۲۰۲۱ معادل روز چهارم دی‌ماه سال ۱۴۰۰ شمسی در ساعت ۱۲:۲۰ بعدازظهر به وقت گرینویچ از مرکز فضایی «جیوآنا» (Guiana) به فضا پرتاب شد. در این مطلب در مورد تلسکوپ جیمز وب و تاریخچه آن، تصاویر ارسالی و تمام دانستنی‌های لازم در مورد این تلسکوپ صحبت خواهیم کرد.
تلسکوپ جیمز وب چیست؟
در روز کریسمس، سازمان فضایی آمریکا، ناسا، بزرگ‌ترین، پرهزینه‌ترین و قدرتمند‌ترین تلسکوپ ساخته شده را به فضا فرستاد. تلسکوپ جیمز وب در فاصله بسیار دوری از زمین و در مدار خود می‌چرخد. این تلسکوپ در مورد شکل‌گیری اولین کهکشان‌های جهان، مقایسه آن‌ها با کهکشان‌های جدید، نحوه تشکیل منظومه‌شمسی و وجود زندگی در سیاره‌های دیگر مطالعه خواهد کرد. تصویر زیر لحظه پرتاب تلسکوپ جیمز وب را نشان می‌دهد.
تلسکوپ جیمز وب جایگزین بسیار مناسبی برای تلسکوپ هابل است. تلسکوپ هابل برای اولین بار در سال ۱۹۹۰ به فضا پرتاب شد و تصاویر بی‌نظیری را از کیهان به نمایش گذاشت. از این تلسکوپ برای مطالعه موضوع‌های پیشرفته‌ای مانند انرژی تاریک و سیاره‌های فراخورشیدی استفاده شده است. اکنون با پرتاب تلسکوپ جیمز وب انتظار می‌رود که ناممکن‌ها ممکن شوند و به بسیاری از پرسش‌های انسانِ کنجکاو پاسخ داده شود.
طرح اولیه این تلسکوپ توسط ناسا پیشنهاد و هزینه هنگفتی برای ساخت آن پیش‌بینی شد. در ادامه، سازمان فضایی اروپا و سازمان فضایی کانادا برای ساخت تلسکوپ جیمز وب به ناسا پیوستند. اما جیمز وب کیست؟ این فرد یکی از مدیران ارشد ناسا بین سال‌های ۱۹۶۱ تا ۱۹۶۸ بود و بر ساخت آپولو و پیشرفت این پروژه در دهه ۶۰ میلادی نظارت می‌کرد.
در ابتدا قرار بود نام این تلسکوپ «نسل بعدی تلسکوپ فضایی» باشد، اما در سال ۲۰۰۲ نام جیمز وب برای آن انتخاب شد. بعدها این نام‌گذاری مورد بحث قرار گرفت و بسیاری از دانشمندان با آن مخالفت کردند، اما ناسا در سپتامبر ۲۰۲۱ اعلام کرد که نام این تلسکوپ تغییر نخواهد کرد و به تمامی بحث‌ها و مخالفت‌های ایجاد شده، پایان داد.
در ابتدا، هزینه ساخت تلسکوپ جیمز وب در حدود نیم میلیارد دلار تخمین زده شد و تاریخ پرتاب آن برای سال ۲۰۰۷ مشخص شده بود. اما، این پیش‌بینی با توجه به طراحی مبتکرانه و بسیار سخت آن، بسیار خوش‌بینانه به نظر می‌رسید. ساخت تلسکوپ فضایی جیمز وب هزینه‌ای در حدود ده میلیارد دلار داشت که این مبلغ بیش از دو برابر هزینه پیش‌بینی شده تا سال ۲۰۰۹ بود. با تمام این اوضاع، بر طبق پیش‌بینی دانشمندان و افراد درگیر در این پروژه، نتایج درخشان به دست آمده بهترین جبران برای هزینه و وقت صرف شده برای روی ساخت تلسکوپ خواهد بود.
عملکرد تلسکوپ جیمز وب با تلسکوپ فضایی هابل بسیار متفاوت است. تلسکوپ‌های اپتیکیِ معمول و رایج همانند چشم انسان، قسمت یکسانی از طیف را می‌بینند. به طور معمول، این تلسکوپ‌ها طول موجی بین ۳۸۰ تا ۷۴۰ نانومتر را پوشش می‌دهند. تلسکوپ فضایی هابل تمامی این طول موج‌ها را به اضافه مقدار کمی فرابنفش در طول موج‌های کوتاه‌تر و فروسرخ در طول موج‌های بلندتر، پوشش می‌دهد. اما، تلسکوپ جیمز وب، تلسکوپ فروسرخ است و برای طول موج‌هایی بین ۶۰۰ تا ۲۸۰۰۰ نانومتر بهینه شده است. بنابراین، این تلسکوپ قادر به دیدن نور آبی یا سبز نخواهد بود و تنها نورهای نارنجی و قرمز و گستره وسیعی از طول موج‌های بالاتر را تشخیص می‌دهد.
این طول موج‌های بلند برای مطالعه بسیاری از جرم‌های آسمانی، مانند ناحیه‌های شکل‌گیری ستاره‌ها، سیاره‌های فراخورشیدی و کهکشان‌های بسیار دور، بسیار موثرتر از طیف مرئی هستند. اما باید به این نکته توجه کرد که امواج فروسرخ برای تلسکوپ‌های زمینی مشکل ایجاد می‌کنند، زیرا قسمت بیشتر امواج فروسرخ از جو زمین عبور نمی‌کنند. همچنین، زمین با استفاده از تشعشع گرمایی، تابش‌های فروسرخ تولید می‌کند. بنابراین، بهترین مکان برای تلسکوپ‌های فروسرخ یا مادون قرمز خارج از جو زمین و در فضا است. هرچه فاصله این تلسکوپ‌ها از زمین و منبع‌های گرمایی ناخواسته بیشتر باشد، نتایج به‌دست آمده قابل‌اعتمادتر خواهند بود.