花了亿美元送上天的相机拍出来的照片，居然是“假的”？(相机有可能造假吗)

昨天，美国总统拜登亲自公布了一张照片，在全球范围内引起了大量的转发和讨论。这张照片看起来不像任何竞争对手的八卦，也不像是美国的。为什么能受到“国宾”般的待遇？

原因很简单，因为这张照片的拍摄者是已经上天半年多的詹姆斯·韦伯空望远镜，而这是它拍摄的第一张全彩深空空照片。

这张照片之所以能带来如此巨大的震撼，是因为韦布望远镜的前辈哈勃望远镜也曾经拍摄过这个区域，它当时的照片是这样的。显然，韦伯望远镜的成像质量高了不止一个档次。原本略显暗淡的星星空，变得繁星点点，画面细节更加丰富，很多灰暗的地方都被“点亮”了。
韦伯只用了12.5个小时就完成了这张照片，而之前的哈勃需要几个星期。

而这个地方距离地球有46亿光年。这个区域在宇宙中，大约是人类手臂长度之外的一粒沙子大小。

可哪怕只是其中最微小的一个光点，也代表着一颗恒星、一片星系乃至星系团。

最难得的是这张照片甚至包含了一些131亿年前的光线。

这是啥概念呢？这说明这道光在宇宙大爆炸 7 亿年后就出现了，对于我们研究宇宙起源很有帮助。但是对于普通人来说，数据不是关键，关键是要好看！

比如距离地球2500光年的南环星云，就是由中间的垂死恒星不断发出气体和尘埃环而形成的。

这大场面根本不是太阳系居民能看到的。

比如斯蒂芬的五重星系出现在经典励志电影《这是一种美好的生活》的片名中，也是当年哈勃太空望远镜拍摄到的。

而韦布拍摄的照片是目前为止最清晰的。这些照片中最令人震惊的是距离地球8500光年的船底座星云。这张照片被称为 “ 宇宙悬崖 ” ，类似 “ 山脉 ” 的气态空腔之中，点缀着一颗颗的恒星，这些恒星都是刚形成没多久 “ 年轻人 ” ，充满了生命与活力。

我不禁感叹，这个100亿美元的“相机”真的很值。

可是实际上，不管是之前的 “ 预告 ” ，还是后来的图片，所有的太空图片都不是 “ 原片直出 ” ，而是后期加工过的。首先要知道韦伯望远镜镜片有两种，分别用来观测不同波长的红外线。也只有红外相机才能观测到 “ 更深处的宇宙 ” ▼其中，每个近红外镜头的像素在400万左右，中红外镜头的像素只有100万。这对比起现在动不动上亿像素镜头的手机都差远了，你说造价 100 亿的相机，为啥不整点儿好镜头上去？

但事实是，官网发布的star 空照片总是400 MB以上，细节饱满。如何做到这一点？

其实在deep 空摄影中，像素已经不是决定一部片子好坏的关键，很难和传统摄影相提并论。

首先韦伯望远镜的口径达到了6.5米，红外采集面积达到了25.4平方米，超出了普通镜头。

其次，在太空中，韦布望远镜的拍摄环境接近完全洁净、真空，没有人造光害、也没有大气反射的干扰。

强大的聚光能力，完美的拍摄环境，可以拥有更大的分辨率，自然保证了画面有更多的细节。

但在Tai 空拍照时会有其他干扰因素，比如时不时出现的一些高能宇宙射线。

如果捕捉到了，其实相当于画面中的一个“噪点”。只有那些明亮的光才是星星。

所以这些太空望远镜拍摄的时候，都要经过对同一个地方多次曝光，最后把图像堆叠处理，才能出 “ 片 ” 。

这样做有两个好处。一个是可以“降噪”。经过多次比较，那些有时没有的亮点是宇宙射线，那些一直亮着的是恒星。

一个是可以提高像素，单张照片 100 万像素，那 100 张拼接起来，不就是 1 亿像素了？

其实这就是“堆栈”，是相机在处理照片时的常规操作。

经过这次操作，我们可以看到类似“预告片”中的照片。

但是这些照片中的 “ 星芒 ” 看起来也挺烦人的，会掩盖很多照片上的细节，难不成这镜头花了这么多钱，还有光学瑕疵？其实这个东西来源于光的衍射现象，这是必然的。如果要绕过衍射极限，会导致画面清晰度下降。

星芒的形状与镜头形状、镜头间隙、前方障碍物有关。

哈勃望远镜的星芒则是来自于镜筒内的十字型支撑架，因此星芒也是十字型的。但该说还是不说，有时候明星多了还是挺震撼的。到这儿你可能会问，为啥人家拍照都是彩色的，我们天问一号发回来的都是黑白的？当然是因为颜色都是人画的。

事实上，大多数天文相机中的感光元件接收到的亮度信号都是单色的。研究人员在观测时会根据不同的需求选择不同的滤光片来分离电磁波谱。

像上面那张预告图就是为了强化对比，专门采用了红色的滤镜。

而那些我们最终看到的图片，都是经过调色，混合了不可见波长的合成图像。这里面用到的技术俗称PS。

当然，这种处理属于单纯的堆叠和上色，和某些手机拍月亮的 AI 算法处理还是不太一样的。最终影片中的颜色肯定和那些景物的实际样子不一样，但却是最接近我们肉眼所能观察到的。

而且如果用相机镜头配合天文望远镜，其实可以拍出Tai 空的彩色照片，但是不可能看到哈勃和韦伯那么远的地方。

国外博主在天体摄影中拍摄的照片▼

看到这里也许你会觉得，合着这花了 100 亿美元的 “ 照相机 ” ，拍出来的照片也要 PS 才能看？

事实就是如此，因为对于天文学家来说，可能发表的彩色照片在科研上还不如原来的黑白照片有用。

比如曾经的第一张黑洞照片，普通人看了之后肯定满脑子问号，但对研究者来说意义重大。

如果我们一直看到的天文相关报道都是这种图片，我想，应该会有很多人失去对天文的兴趣吧？

毕竟这种画面怎么可能像当年哈勃望远镜拍摄的“创造之柱”那样震撼呢？

对于科研人员来说，黑白照片其实更有助于他们的研究，处理后的彩色照片虽然天体结构更加分明了，但也会丢失很多细节，因此只适合给我们这样的 “ 外行人 ” 看。

所以，他们趁着这个时间“制作”一张“假图”，其实是一件好事。

只有这样，才能让更多的普通人感受到宇宙的魅力，让“仰望星空空”的浪漫向往留在我们心中。