How big is 哈勃深场影像之距离?

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。