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欧几,,得望远镜🕵️♂️解开暗物之谜吗? 《中国闻周刊》者:杨智 发于2023.7.10总第1099期《中国新周刊》杂🧑🏿🤝🧑🏿 北京间7月1日晚23时12分,由欧洲空间局(以下简称🏞️空局)设计的欧几里🔽空间望远(以下简称欧几里得🛀远镜)搭乘美国SpaceX公司的猎鹰9号火箭,从国佛罗里📈州发射升。未来6年,它将勘超过三分一的宇宙为超过10亿个星系“CT扫描”,并绘-出一张宇三维“地”。 👩🏿🤝👩🏾欧空局官介绍,依欧几里得🧺远镜观测🚔海量数据可以前所有地确定去100亿年中宇宙膨胀和结演化,并👨👧助于揭开宙学的两奥秘:暗-量和暗物。 中科学院国天文台研🤥员巩岩长⛅研究暗物和暗能量❄️型,是中巡天空间远镜(CSST)国家天文台科👩🦼研究中心务副主任✏️他对《中新闻周刊介绍说,物质和暗,,,量,是目物理学和🛒文学最前🥒的研究领,也是笼在两个学😶头顶上的两朵乌云。多个国⬅️都在相关域攻关,果将这两谜团破解,对人类说是非常大的突破 人类95%的宇宙还一无知 2009年,欧空局发射👬🏿普朗克”测卫星,时3年,精准绘制出🐃宙微波背辐射图,是宇宙大炸时的遗辐射,被为宇宙中🖍️古老的光🎪2013年,第一幅映宇宙诞初期的全图公开后科学家确,它几乎美地验证宇宙标准型。即在宙中,所可见的普🌅物质,包👩🏾🤝👩🏻恒星、行以及我们🐶活中的一,只占宇总能量的5%,暗物质占27%,暗能量占68%。 但人们需解答的问🏌️♀️是,暗物和暗能量底是什么过去近一🧛♀️世纪中,多研究者量发现,✌️星绕星系心旋转的度大于预结果,猜存在不可的物质增👨🎤了使得恒👌旋转的引,科学家🧗其称为暗质。而暗量是指驱宇宙加速胀的神秘质。暗物,,,与普通物不同,看见、摸不、听不到过去数十🍬,天文学🚨和理论物-学家想尽法,都无直接探测🏖️暗物质和能量的存,对其性🆕更一无所🍝。 2012年,欧几里得计🏷️被欧空局中实施,自13个欧洲国家、国、日本国的2000多名科学家参与了-项计划,❔资约10亿欧元研制成欧几里探测器。今,这一🌰几何学之📲命名的探器,搭载径为1.2米的欧几🚁得望远镜以及一台见光波长👨🏾🤝👨🏻机和一台红外相机将在宇宙👨🦽行一个月最终悬停🔔距地球150万公里外的拉格朗点L2。欧几里德望镜将与詹,,,斯·韦伯远镜共享一位置,同凝望宇深处。 欧几里得远镜的发几经波澜2022年,欧几里望远镜建完成,原🏆划搭载俄斯火箭,南美洲发⚗️,但受俄➡️战争影响🦁欧洲和俄斯的航天门合作终👩🏻🤝👨🏿。2022年底,欧局找到替方案,与国公司SpaceX合作,发射点转移到国。依据空局官网布的目标欧几里得🥌远镜将用研究暗能🚻是否存在或探明宇明显急速🥶胀的原因🚄什么;如暗能量存🔳,它的特🧅是什么,-根据观察👩🍳的宇宙大💣模结构,🔁究大爆炸的宇宙状。 巩👩🏿🤝👩🏽对《中国闻周刊》绍说,欧里得望远🎪并不是直🧞♂️探测暗物✔️,严格地,对暗物🔭的探测需探测到暗质粒子。物质有多理论假说🐼其中之一为,暗物🧦是重质量👨👨👧👦子。过去十年,科👗家主要通三种方式测暗物质利用大型撞机,测,,,能否撞出物质粒子在地下十公里建立🦑验室,保其他粒子法穿透,🔦找暗物质其他物质🦄互作用的迹;在地或太空探暗物质“灭”或衰后产生的😘见粒子。迄今为止人们穷尽上述所有法,都没探测到暗🧞质粒子的影。 🧖♂️岩解释说欧几里得🌅远镜的工原理是,-,设暗物质在,通过宇宙中海天体的探🕔,将得到数据与相模型进行照和验证来确定或🍊除相应的物质模型这实际上🥣一种理论的“排除”。“如🈳人们把暗质的性质测得足够确,其他论都无法释这个数,最后只🆒用暗物质解释。”岩说。 😆欧空局的方网站介,欧几里望远镜主通过两种式实现科目标。望镜将测量15亿个背景星系,创😡宇宙暗物🐥分布的三🤦♂️视图,宇👛学家将借推断宇宙⛎史中的星结构如何成,以及系结构的☕长速度。与暗物质暗能量的质与数量关。同时-欧几里得远镜也将🐗用重子声振荡,测宇宙的膨率及其变。重子声振荡可以单理解为宙早期的音波动,们在宇宙波背景辐留下了痕,有助于-解宇宙的🐺化和结构形成。两方式的测-对象是几相同的天,结果可💈交叉检验🧐减小误差🙋 作为👭四代巡天💇远镜,欧里得和哈望远镜有🕛显区别。🧗♀️哈勃是精望远镜,清晰拍摄一小片天内的天体🛵只能探测👨🏽🤝👨🏻空中很小🥵区域,相于通过‘孔’观测-,”巩岩说想要研究物质和暗量,望远要看到更👩❤️💋👨袤的宇宙-,欧几里得远镜则是🍟把针孔拿”,在更的视野中描整个宇🌤️的天体。 此外,🗂️几里得望⛷️镜也能“😵得更远”天体发出🌔光随着宇🐚膨胀被拉,会出现🏗️红移现象🧑🏾🤝🧑🏽。红移越,天体离类的距离远。欧几得同时搭测量星系状的可见🦹♂️相机,以测星系亮和距离的红外光谱,能观测宇宙形成30亿年后的光。“它💸测宇宙的🌤️度和深度都是目前他望远镜法比拟的🍆观测数据之大在同⌚型望远镜🐲也前所未👯。”巩岩《中国新周刊》说 欧几得望远镜另一个重科学目标,通过对📺宙物质分结构的分,测量出💆♀️微子的质。目前,,学家认为🧦中微子由子中微子缪子中微、陶子中🥵子三种不类型的中🎰子组合而💅,现有地🔑实验无法认三者的量排序。子物理学🍊标准模型🤴,中微子论上质量👩🏼🤝👨🏽零,但地🥋实验和观中表明中子是有质☄️的。“对种中微子量之和的确测量,于了解中子的质量*️⃣序,以及👨🍳质量获得🌸机制有着要作用。巩岩分析,这对于-微子乃至📳本物理的’究都会有大推动作。 无💀单独完成测目标 在地球上➖光在真空沿直线传,但在更🗺️阔的宇宙,情况并如此。根爱因斯坦🧟♂️义相对论预测,一😟遥远星系出的光,🙎过星系或星系团这大质量天,受引力响,会产,,,轻微弯曲类似于被于放大镜,其成像态和亮度会发生改🔶,这被称引力透镜应。科学认为,背👩🏽🤝👨🏿光源的扭不是随机,它与暗🔦质的引力相关,可🎑从中探测物质的密分布。 📉巩岩解释,理想状下,发光星系等光😰、光经过大质量物😄、观测者♎点一线时-引力透镜🎥应最强。在宇宙中一般情况,光源只发生微弱镜效应,📒观测难度加,这被为弱引力镜效应。-式开启探后,欧几得望远镜👩👩👦👦通过弱引透镜效应绘制暗物🌛分布图。虽然单个系的形状亮度变化小,但这🐙一个统计念,如果几亿、十亿的星系形状和亮🈳都测一遍统计效应出来了。🙃巩岩说。 因此,😇几里得望镜要观测够广阔的宙,巩岩绍说,“🎰设计上,几里得望镜在可见观测上只了一个宽🚛段,有助🚳更准确地量星系形。”但大巡天望远🤙普遍使用🔺光红移技🚭,即用多波段的测数据来估红移。欧里得仅用个可见光波段和几💖近红外波,,会降低🧏光红移的确度,“移测不准对弱引力🐽镜效应的量也没办🗡️十分准确”巩岩说 这是几里得望镜未来探面临的最👩🏾🤝👨🏿挑战之一🏬巩岩介绍如果想圆完成科学标,欧几得望远镜要其他望🤦♂️镜的配合欧空局官🎸也提到,一望远镜要来自地望远镜的外数据,🤸改进红移定技术和个星系的️⃣扩散函数模。但巩🧾提到,不望远镜如协同观测🖍️协同数据🆑理,对欧里得望远的测量来将是非常的挑战。如,要面的挑战包👩🏭地面望远观测容易大气扰动🧑🏼🤝🧑🏻影响,每次的观测🏒果不同,器参数也相同等。🦄 近年来👷♀️欧洲、中、美国等😮个国家和🪀区都在致于暗物质🐘暗能量的究和探测👺美国国家👥空航天局(NASA)正在研制希·格雷🚇·罗曼太望远镜,🏴划2027年发射。国两米口的巡天空望远镜(CSST)计划于2024年发射。这些望远👨❤️👨和欧几里,有相似的💂♀️究方向,于开展广巡天观测🍥在宇宙结形成和演⚔️、暗物质暗能量领🏳️🌈开展前沿究。 2013年,中国巡天间望远镜划立项,国科学院📙家天文台究员詹虎与了CSST的研制工作,他对体表示,CSST拟于2023年底前交付计划在2024年发射。据报道🏘️CSST太空飞行器大小相当一辆大客,立起来⛰️3层楼高。“巡天观”是CSST的主要使命,它将覆盖整个空面积的40%,积累获得近20亿星系的质量数据🌼 NASA研制的南希·格雷·罗曼太望远镜的多科学目中,也同包含研究🧝♂️宙尺度和,能量,此,它还将👯找宇宙超星事件等但它与中和欧洲的’文望远镜🚞有所不同🏾欧空局官介绍,罗🛬和欧几里💶望远镜的命是“互的”,欧里得的测视野更广而罗曼只勘测较小区域,但以更高分率和更大长覆盖范探测,两的重叠结可用于互检查系统🗒️差。 👨🏭类巡天望镜最终能揭开暗物,,,和暗能量-面纱?英🤴兰卡斯特学天体物学教授、几里得科家伊莎贝·胡克在受采访时到,欧几得将在几月后发回对宇宙的初印象”⬛片,但科🤾家还要等🏰数年时间☺️才能拿到量的数据宣布一些⏭️成果。 《中国新周刊》2023年第25期 声明:刊用🧘♂️中国新闻刊》稿件🧜经书面授【编辑:孙静波🛎️