哈勃深场是哈勃太空望远镜于 1995 年拍摄的一张照片，记录了天空中一小片几乎空无一物的区域。画面中大约有 3000 个位于不同距离的星系。截至 2000 年，其中已确认距离的最远星系，其光大约在 128 亿年前发出，经过约 128 亿光年才到达地球（光年是光在一年内传播的距离）。由于此后宇宙一直在膨胀，这些星系如今距地球约 270 亿光年。

距离

哈勃深场并没有一个单一的距离。这张照片相当于沿着一条狭窄的通道望向太空深处，画面中的星系分布在这条通道的各个距离上。天文学家通过红移——衡量宇宙膨胀使星系的光被拉伸程度的指标——来判断星系的远近，红移越大，说明光是在越久以前发出的。

到 2000 年，天文学家已经在主要区域内测得约 150 个红移值，范围从 0.089 到 5.60。其中红移分别为 5.34 和 5.60 的两个最遥远星系，最初是根据颜色挑选出来的，随后在 1998 年得到确认。画面中大多数星系过于暗弱，无法用这种方法测出红移。

要把红移换算成距离，需要借助描述宇宙膨胀方式的模型。根据普朗克卫星测得的数据，红移为 5.60 的光大约在 128 亿年前发出，当时宇宙的年龄约为 10 亿年。由于这段光传播期间空间一直在拉伸，发出这道光的星系如今距地球约 270 亿光年。按照同一模型，画面中红移为 0.089 的最近星系，距地球约 13 亿光年。

大小比较

哈勃深场覆盖的天区，大小约相当于一枚美元一角硬币在 23 米外所呈现的宽度。
那片区域的宽度约为整个月球宽度的十三分之一。要覆盖整个天空，大约需要 2800 万张这样大小的照片。
来自武仙-北冕座长城的光，大约是在 100 亿年前发出的。武仙-北冕座长城是一个红移在 1.6–2.1 之间的推测中的结构，其光比哈勃深场中已确认的最远星系发出光的时间晚约 20 亿–30 亿年。
可观测宇宙的边缘如今距地球约 460 亿光年。红移为 5.60 的星系如今距地球约 270 亿光年，这一距离已经略微超过了到那道边缘路程的一半。

这张照片是如何拍摄的

时任空间望远镜科学研究所所长的罗伯特·威廉姆斯（Robert Williams），将自己名下的大部分望远镜观测时间都用在了这一项目上。他的团队选择了大熊座内北斗七星斗柄附近的一个区域进行观测，这里远离银河系拥挤的银盘。1995 年 12 月 18 日至 28 日的十天里，哈勃太空望远镜对该区域拍摄了 342 张曝光照片。

这些曝光分别以紫外、蓝、红和红外波段拍摄，随后合成为一张彩色图像。画面中大多数星系的亮度，比人眼所能看到的极限还要暗约 40 亿倍。由于宇宙在各个方向上看起来大致相同，这片区域被认为可以代表整个天空。

更深的观测

1998 年，哈勃太空望远镜在南天重复了这一项目，拍摄了位于杜鹃座的哈勃南天深场。2004 年，哈勃超深场使用了总计 100 万秒的曝光时间，拍到了约 1 万个星系，其图像捕捉到了大爆炸后最早形成的一批星系。

参考资料

Hubble's Deepest View of the Universe Unveils Bewildering Galaxies across Billions of Years. NASA, 1996.
Hubble's Deep Fields. NASA Science.
The Hubble Deep Fields. Ferguson et al., Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 2000.
Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Planck Collaboration, Astronomy and Astrophysics, 2020.
Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe. Davis and Lineweaver, Publications of the Astronomical Society of Australia, 2004.
Possible structure in the GRB sky distribution at redshift two. Horváth et al., Astronomy and Astrophysics, 2014.

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