詹姆斯·韦伯望远镜的 10 个教训或将影响欧洲科技

Beyond Earth Ventures 首席执行官 Alexandra Vidyuk 探讨詹姆斯·韦伯望远镜能为科技公司带来的突破

科学界正为之震惊。詹姆斯·韦伯太空望远镜——由欧洲航天局（ESA）、美国国家航空航天局（NASA）和加拿大航天局（CSA）联合开展的项目——的新发现不仅令人震惊，更颠覆了我们对宇宙运行机制最深层的假设。

从根本上来说，宇宙似乎并没有按照我们大多数人认为已经理解的规则运行。 

那么，这一切对太空探索、太空技术和未来的深度科技意味着什么？欧洲的太空科技企业、发明家、投资者和风险投资基金应该根据这些最新发现考虑什么？

在Beyond Earth Ventures，我们专注于火箭制造、卫星人工智能、太空生物技术和核聚变突破的初创企业。 

但作为太空狂热分子，我们也希望深入了解，超越资本表和融资演讲稿，去发现理论突破和谜团开始的地方。 

耗资100亿美元的韦伯望远镜将从位于法属圭亚那的欧洲航天港发射升空，用于观测宇宙中最古老的光。该望远镜于2021年发射升空，并于2022年7月全面投入运行。

韦伯不仅仅是哈勃的升级版。它是一台时间机器，一台红外哨兵，而且——或许最重要的是——它能摧毁那些令人信服的科学假设。 

得益于这项发现，我们正处于理论物理学和宇宙学重大转变的风口浪尖。未来几年，预计将会出现一波大胆的新理论、教科书的修订，以及一场关于从引力到星系起源等所有问题的全新辩论。

在思考其影响之前，让我们先放眼望去，思考一下韦伯太空望远镜的那些重大发现，它们打破了我们对宇宙的既有认知。其中一些发现已经引发了理论危机。另一些则可能开启全新的研究和发明领域。

最大的革命始于理论不再与数据匹配之时。量子力学、广义相对论、DNA，甚至韦伯望远镜，都曾发生过这样的事。

以下是 10 项挑战我们关于宇宙的理论的发现：

1. 宇宙膨胀的速度比正常情况下快

我们知道“哈勃张力”，但韦伯望远镜更精确地证实了这一点。根据数学计算，宇宙正以每秒每百万秒差距（km/s/Mpc）70-76公里的速度膨胀——远快于基于早期宇宙（宇宙微波背景辐射）的模型预测的每秒每百万秒差距67公里的速度。翻译？我们的物理学出了问题，或者至少是不完整的。暗能量的调整？一种新的力量？一个被误解的早期宇宙？大门已经打开。

2. 星系生长过快

韦伯望远镜在宇宙大爆炸后仅5亿到7亿年就发现了完全发育的巨大星系。这些星系与银河系一样大，但它们早期的出现却与现有的科学理论相悖。根据标准的宇宙学模型，它们根本不应该存在。理论认为星系生长缓慢。而现实表明：它们的体积增长迅速。要么我们错过了什么窍门——要么早期宇宙的效率远超我们的想象。

3. 暗物质可能是错误的——MOND是正确的？

这一点颇具争议：韦伯的发现更符合修正牛顿动力学（MOND） ，而非主流的暗物质理论。长期以来，MOND 一直被引力理论所弱化。但如果早期星系比预期更亮、更大——正如 MOND 所预测的那样——我们可能需要重新思考究竟是哪只看不见的手在塑造宇宙。

4. 黑洞太过雄心勃勃

宇宙大爆炸后仅5.7亿年，一个900万倍太阳质量的黑洞是如何形成的？韦伯太空望远镜发现了这一点。这令人震惊，因为根据目前的模型，早期宇宙中根本没有足够的时间或物质来如此迅速地形成如此巨大的黑洞——这要么暗示着未知的物理机制，要么意味着全新的形成途径。一些早期星系中的黑洞质量（相对于星系而言）比当今宇宙中的黑洞大1000倍。黑洞要么是通过某种奇特的机制形成的，要么它们最初比恒星大得多。 

5. 这么早就出现复杂的化学反应？

JADES-GS-z14-0星系的历史只有 3 亿年，但它已经富含氮等元素，而这些元素通常需要数十亿年的时间和几代恒星的演化才能形成。这些元素是如何形成的呢？要么是第一批恒星的形成和消亡速度比我们想象的要快得多，要么是宇宙大爆炸给我们留下了比预期更多的“预建”空间。

6. 恒星以超光速形成

韦伯望远镜显示早期星系是强烈爆炸的恒星工厂，这令科学家们大吃一惊。模型预测恒星形成过程缓慢渐进。结果却发现，它形成了一个“巨大的恒星形成球”。某种因素——可能是缺乏尘埃，也可能是不同的物理现象——加速了恒星形成时间。然而，模型再次跟不上。

7. 行星盘的寿命比我们想象的要长

人们曾认为恒星周围的行星形成盘会迅速消失。但韦伯太空望远镜发现，它们可以持续2000万到3000万年。这对于系外行星的形成来说是个好消息，甚至可能对生命存在也至关重要。如果行星系统有更多时间发展，适宜生命生存的环境可能比我们曾经设想的更加普遍。

8. 星系形状奇特

早期星系有一半看起来像泳池泡沫棒或冲浪板，而不是我们预期的小圆点。标准模型认为星系的结构形成较晚。但韦伯太空望远镜向我们展示了星系很早就形成了组织——而且形状出乎我们的意料。早期宇宙中关于角动量和物质动力学的一些理论需要重新思考。

9. 系外行星大气模型全都错了

韦伯的超高精度光谱分析表明，我们建立的系外行星 大气模型无法可靠地区分不同类型的大气。这彻底颠覆了从宜居性评估到生物特征搜寻的一切。简而言之，我们的“光谱指纹”被模糊了——一切又回到了起点。

10. 宇宙之网早已存在

韦伯在宇宙大爆炸后仅8.3亿年就发现了一条长达300万光年的细丝——宇宙网的一部分。这一结构原本被认为需要数十亿年才能形成。所以，要么是早期宇宙的形成速度太快，要么是我们从根本上误解了宇宙的时间线。

那么，这对科技生态系统意味着什么呢？对于深度科技领域的创始人和风险投资家来说，这些发现不仅仅是科学知识，更是早期信号。

欧洲的理念成为焦点

我们认为，欧洲拥有独特的优势，能够引领詹姆斯·韦伯的发现所引发的下一波创新浪潮。涌入的数据已经催化了德国马克斯·普朗克研究所、英国剑桥大学和瑞士苏黎世联邦理工学院等领先机构的新研究工作。

在私营部门，新一代欧洲深度科技初创企业正在迎接挑战。

英国太空锻造公司正在开发可重复使用的卫星，以实现太空制造半导体等先进材料，这可以大幅减少能源消耗和碳排放，对气候危机产生重大影响。 

BioOrbit （英国）正在推进微重力条件下的抗癌生物制剂生产，有可能将一些治疗方法从医院静脉滴注转变为在家中自行注射，从根本上改善患者的治疗机会和舒适度。 

AIrmo （德国）正在部署一批配备激光雷达的卫星和无人机，以实时精确监测温室气体排放——支持各行业满足日益严格的欧盟温室气体排放报告法规。

欧洲深度科技公司正日益获得“地平线欧洲”的支持。“地平线欧洲”是欧盟旗舰研究与创新计划（2021-2027），总预算达955亿欧元。“地平线欧洲”支持气候、数字和深度科技领域的高风险、高回报项目，是连接前沿科学发现（例如詹姆斯韦伯太空望远镜揭示的发现）与突破性商业应用的关键桥梁。

我们对宇宙认知的差距或许能为欧洲的深度科技带来意想不到的机遇。正如欧洲核子研究中心（CERN）将欧洲推向高能物理的前沿一样，韦伯太空望远镜或许能成为欧洲大陆太空科技产业的发射台。

韦伯的发现可能会颠覆我们对宇宙的所有认知，从而开启一个创新的新时代。如果早期宇宙与我们预想的完全不同，那么我们还有什么地方可能出错呢？

物理定律本身会进化吗？我们是否遗漏了时空中的隐藏变量？暗物质只是幻觉吗？如果是，那么究竟是什么塑造了星系？生命的起源是否比我们想象的更早、更频繁？

每一个问题都可能开启新一波基础物理学浪潮、新技术，甚至全新的创业类别。从量子引力模型到奇异材料，再到人工智能设计的宇宙学模拟，这里都为创始人在神秘边缘的探索提供了空间。

接下来是什么？可能是新一代的发明、投资者和令人大开眼界的发现。欧洲已做好准备，抓住机遇。

通过投资深度科技，欧洲大陆可以将韦伯的发现转化为商业成功，塑造科学和社会的未来。