韦布看红外不是因为红外更清楚，而是光被拉长了

傍晚的太阳又大又红，越靠近地平线越红，连白云都被染成橘色，这是大气把短波散射掉了，光本身的波长并没有变。宇宙学红移做的是另一件事：光在旅途中真的被拉长，一份紫外光子到地球时已经变成红外。两种「变红」机制完全不同，而正是后一种，决定了韦布必须往红外做。

韦布主镜 6.5 m，由 18 块六边形子镜拼成，2021 年 12 月发射，工作在 0.6–28 μm。它看红外的首要理由不是「红外更清楚」，而是红移：z = 10 的星系，1216 Å 的莱曼 α 线被拉到约 1.3 μm，整段紫外光搬进了红外。

红移把紫外光搬进红外，光学望远镜只能看到黑

宇宙膨胀把光子的波长一起拉长，倍数就是 1+z。z = 1 时 1216 Å 变成 2432 Å，还在紫外；z = 3 时到 4864 Å，刚进蓝端；z = 10 时到 1.34 μm，已经出了可见光。

早期星系的光主要是年轻恒星的紫外连续谱和氢的发射线。等它到地球，这些特征全落在红外，可见光波段只剩一片暗。这不是镜子不够大，是光不在那个位置了。

红移之外还有表面亮度衰减：单位立体角上的流量按 (1+z)⁴ 下降。一部分来自每个光子能量变小，一部分来自光子到达率变低，还有一部分来自角尺寸的变化。

两个效应叠加，z 大于 8 的星系在观测上极其吃力。韦布造得大、造得冷、曝光时间长，本质上都是在跟这四次方的衰减赛跑。

星际尘埃对短波的消光远强于长波，消光曲线大致随波长变短而陡增。可见光下被尘埃挡死的恒星形成区，在红外往往能透过去。

同一片区域，光学图像里是一团黑云，红外图像里是一串刚诞生的恒星。这不是分辨率问题，是介质对不同波长透明度不同。

三百开尔文左右的原行星盘、几十开的褐矮星、更冷的分子云，热辐射峰值都落在中红外到远红外，可见光波段几乎不发光。

所以韦布的科学目标清单里，系外行星大气、原行星盘、褐矮星和早期星系排在一起，靠的是同一套物理：想看冷的东西，就得用长波。

观测证实高红移星系在红外波段被系统探测到；z 大于 10 的星系已有多例由光谱确认，测到的红移与光度距离关系符合膨胀宇宙的预期。

理论预言红移公式、表面亮度按 (1+z)⁴ 衰减、莱曼断裂出现的位置，全部在观测之前就能算出，后来直接成了选源的标准。

尚未定论早期星系的质量密度比部分模型预期偏高，所谓「太多太早」是否成立、是否只需调整恒星形成效率或初始质量函数，目前仍在争论。

韦布能看可见光吗？

短波端到 0.6 μm，勉强够到橙红。它主要不是可见光望远镜，可见光与紫外的活仍然归哈勃这类仪器。

为什么不拿它拍火星？

火星太亮，红外探测器会饱和，而韦布是为极暗弱的远目标设计的。亮天体对它反而难办，通常要缩短曝光或加衰减。

为什么放在 L2？

那里背对太阳和地球，遮阳罩能把热辐射挡住，温度稳定，也不需要频繁变轨维持姿态，燃料省下来全给科研寿命。