探索宇宙早期奥秘：詹姆斯·韦伯望远镜带来的数据挑战

宇宙中的星系数量远超任何人的预期，而且它们似乎在一夜之间全部涌现出来。

2022年，詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）传回首批图像时，布兰特·罗伯逊与他的同事们做了天文学家一贯会做的事：凝视星空，试图理解眼前所见。只不过这一次，映入眼帘的"星空"是以TB为单位计量的海量数据。

"星系无处不在，"罗伯逊回忆道，"数量之多、距离之远，令我们真的感到震惊。"

罗伯逊是加州大学圣克鲁兹分校的天文学与天体物理学教授，他带领的研究团队专注于探索宇宙大爆炸后最早期星系的形成过程。

这正是"春季天文日"活动所致力推广的科学方向。得益于他的团队公开发布的数据集，任何有意在今年这一天参与探索的人，都能以几年前无法企及的深度去了解宇宙的早期面貌。

过去数年间，他的团队曾多次打破"已知最遥远星系"的记录，每一次突破都将人类的观测视野推向更接近宇宙初始之光的边界。

若没有如此规模的计算能力支撑，这些数据将只会不断堆积，无从处理。

观测的局限，需要依靠计算来弥补。当年哥白尼用数学解决了观测中的矛盾，如今罗伯逊用的是计算模型。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是有史以来发射升空的最强大天文观测设备，能够捕捉红外光，接收那些历经逾130亿年漫长旅程才抵达地球的光线。每一张深场图像中密布着数十万个星系，其中一些已有130亿年的历史。

数据的丰富，恰恰成为了最大的难题。

"这些数据集规模庞大、结构复杂，根本无法靠人工逐一分析，"罗伯逊表示，"即便是专家团队，完成现在几天内就需要完成的工作，也可能需要耗费数年时间。"

Q&A

Q1：詹姆斯·韦伯太空望远镜观测到的星系数据有多大？

A：詹姆斯·韦伯太空望远镜传回的数据量以TB为单位，每一张深场图像中密布着数十万个星系，部分星系距今已有逾130亿年历史。数据规模如此庞大，即便是专家团队也无法通过人工方式完成分析，必须借助大规模计算能力才能在合理时间内处理完毕。

Q2：罗伯逊团队在早期星系研究方面取得了哪些成果？

A：布兰特·罗伯逊带领的团队过去数年间多次打破"已知最遥远星系"的记录，每次突破都将人类的观测极限推向更接近宇宙诞生初期的位置。此外，该团队还将相关数据集公开发布，供公众和研究人员自由探索宇宙早期面貌。

Q3：为什么分析詹姆斯·韦伯太空望远镜的数据需要用到大规模计算？

A：詹姆斯·韦伯太空望远镜产生的数据规模极大、结构极为复杂，人工分析根本无法跟上数据产出的速度。据罗伯逊表示，若依靠专家团队手动处理，完成目前几天内必须完成的任务可能需要数年时间，因此高性能计算是处理这些天文数据不可或缺的工具。