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应用分类: 手机网游
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　　欧几里得望远镜能💓开暗物质之谜吗？　　👓中国新闻周刊》记者：智杰　　发于2023.7.10总第1099期《中国新闻周刊》杂志　北京时间7月1日晚23时12分，由欧洲空间局(以下简称欧空局)设计的欧几里得空间望远💧(以下简称欧几里得望远镜)搭乘美国SpaceX公司的猎鹰9号火箭，从美国佛罗里达州发射空。未来6年，它将勘测超过三分之一的宇宙，超过10亿个星系做“CT扫描”，并绘制出一张宇宙三维“地图”。　据欧空局官网介绍，依欧几里得望远镜观测的量数据，可以前所未有确定过去100亿年中宇宙的膨胀和结构演化，有助于揭开宇宙学的两奥秘：暗能量和暗物质　　中国科学院国家天🕌台研究员巩岩长期研究🏴󠁧󠁢󠁳󠁣󠁴󠁿物质和暗能量模型，是-国巡天空间望远镜(CSST)国家天文台科学研究中心常务副主任。他《中国新闻周刊》介绍，暗物质和暗能量，是前物理学和天文学最前🎭的研究领域，也是笼罩两个学科头顶上的“两➡️乌云”。多个国家都在关领域攻关，如果将这大谜团破解了，对人类说是非常重大的突破。🚾　人类对95%的宇宙还一无所知　　2009年，欧空局发射“普朗克探测卫星，耗时3年，精准绘制出宇宙微波背景射图，这是宇宙大爆炸的遗留辐射，被称为宇中最古老的光。2013年，第一幅反映宇宙诞🖌️初期的全景图公开后，学家确认，它几乎完美验证了宇宙标准模型。🧑🏽‍🤝‍🧑🏻在宇宙中，所有可见的通物质，包括恒星、行👩‍🦳以及我们生活中的一切只占宇宙总能量的5%，暗物质占27%，暗能量占68%。　　但人们需要解答的问题是，暗物和暗能量到底是什么。🥭去近一个世纪中，许多究者测量发现，恒星绕系中心旋转的速度大于🌄测结果，猜测存在不可🛹的物质增大了使得恒星转的引力，科学家将其🏰为暗物质。而暗能量是驱动宇宙加速膨胀的神️⃣物质。暗物质与普通物👩‍👩‍👧‍👦不同，看不见、摸不着听不到。过去数十年，文学家和理论物理学家🏀尽办法，都无法直接探到暗物质和暗能量的存，对其性质更一无所知　　2012年，欧几里得计划被欧空局选中实，来自13个欧洲国家、美国、日本等国的2000多名科学家参与了这项计划，耗资约10亿欧元研制完成欧几里得探测。如今，这一以几何学父命名的探测器，搭载径为1.2米的欧几里得望远镜，以及一台可见🧑🏿‍🤝‍🧑🏽波长相机和一台近红外机，将在宇宙航行一个，最终悬停在距地球150万公里外的拉格朗日点L2。欧几里德望远镜将与詹姆斯·韦伯望远镜享同一位置，共同凝望宙深处。　　欧几里得-远镜的发射几经波澜。2022年，欧几里得望远镜建造完成，原计划搭🍭俄罗斯火箭，从南美洲射，但受俄乌战争影响欧洲和俄罗斯的航天部合作终止。2022年底，欧空局找到替代方案’与美国公司SpaceX合作，发射地点转移到国。依据欧空局官网公🏴的目标，欧几里得望远将用于研究暗能量是否在，或探明宇宙明显急膨胀的原因是什么；如👯‍♀️暗能量存在，它的特点什么，并根据观察到的宙大规模结构，研究大炸后的宇宙状况。　　岩对《中国新闻周刊》绍说，欧几里得望远镜🤐不是直接探测暗物质，,,格地说，对暗物质的探需要探测到暗物质粒子暗物质有多种理论假说🧖‍♂️其中之一认为，暗物质重质量粒子。过去数十🧸，科学家主要通过三种式探测暗物质：利用大对撞机，测试能否撞出物质粒子；在地下十几里建立实验室，保证其🏅粒子无法穿透，寻找暗质与其他物质相互作用🃏痕迹；在地面或太空探暗物质“湮灭”或衰变👩‍🦳产生的常见粒子。但迄为止，人们穷尽了上述有办法，都没有探测到物质粒子的踪影。　　岩解释说，欧几里得望镜的工作原理是，假设🐳物质存在，通过对宇宙海量天体的探测，将得的数据与相关模型进行照和验证，来确定或排相应的暗物质模型。这际上是一种理论上的“除法”。“如果人们把☕物质的性质探测得足够,确，其他理论都无法解🗝️这个数据，最后只能用物质来解释。”巩岩说⏪　　欧空局的官方网站绍，欧几里得望远镜主🥖通过两种方式实现科学标。望远镜将测量15亿个背景星系，创建宇宙🍵物质分布的三维视图，宙学家将借此推断宇宙史中的星系结构如何形，以及星系结构的生长度。这与暗物质和暗能👨‍🦼的性质与数量相关。同，欧几里得望远镜也将用重子声学振荡，测量宙的膨胀率及其变化。子声学振荡可以简单理⛽为宇宙早期的声音波动它们在宇宙微波背景辐留下了痕迹，有助于了宇宙的演化和结构的形➕。两种方式的测量对象🎟️几乎相同的天体，结果以交叉检验，减小误差　　作为第四代巡天望镜，欧几里得和哈勃望镜有明显区别。“哈勃精测望远镜，能清晰拍❤️某一小片天区内的天体只能探测太空中很小的域，相当于通过‘针孔👩🏾‍🤝‍👩🏻观测。”巩岩说，想要究暗物质和暗能量，望😄镜要看到更广袤的宇宙欧几里得望远镜则是“针孔拿掉”，在更大的野中扫描整个宇宙的天👩‍❤️‍💋‍👩。　　此外，欧几里得🍀远镜也能“看得更远”天体发出的光随着宇宙胀被拉伸，会出现“红现象”。红移越大，天离人类的距离越远。欧里得同时搭载测量星系状的可见光相机，以及星系亮度和距离的近红光谱仪，能观测到宇宙成30亿年后的光。“它探测宇宙的广度和深度都是目前其他望远镜无🛏️比拟的，观测数据量之😛在同类型望远镜中也前🤛未有。”巩岩对《中国-闻周刊》说。　　欧几得望远镜的另一个重要学目标是，通过对宇宙质分布结构的分析，测出中微子的质量。目前科学家认为，中微子由🦂子中微子、缪子中微子陶子中微子三种不同类的中微子组合而成，现👨‍🦳地面实验无法确认三者🪓质量排序。粒子物理学-标准模型中，中微子理上质量为零，但地面实👨‍🎓和观测中表明中微子是质量的。“对三种中微质量之和的精确测量，于了解中微子的质量排，以及其质量获得的机🐆有着重要作用。”巩岩🎠析说，这对于中微子乃基本物理的研究都会有👨‍⚖️大推动作用。　　无法👩‍🔧独完成观测目标　　在--球上，光在真空中沿直传播，但在更广阔的宇中，情况并非如此。根爱因斯坦广义相对论的测，一个遥远星系发出光，经过星系或者星系这类大质量天体，受引影响，会产生轻微弯曲🧨类似于被置于放大镜下其成像形态和亮度都会☄️生改变，这被称为引力镜效应。科学家认为，景光源的扭曲不是随机，它与暗物质的引力场🧞‍♀️关，可以从中探测暗物的密度分布。　　巩岩释说，理想状态下，发-,-的星系等光源、光经过😫大质量物质、观测者三一线时，引力透镜效应强。但在宇宙中，一般Ⓜ️况下，光源只会发生微🏘️透镜效应，使观测难度加，这被称为弱引力透📋效应。正式开启探测后欧几里得望远镜将通过🐬引力透镜效应来绘制暗质分布图。“虽然单个👐系的形状和亮度变化很，但这是一个统计概念如果把几亿、十几亿的🌽系的形状和亮度都测一，统计效应就出来了。👩‍👩‍👧‍👦巩岩说。　　因此，欧里得望远镜要观测足够阔的宇宙，巩岩介绍说“在设计上，欧几里得远镜在可见光观测上只了一个宽波段，有助于准确地测量星系形状。但大型巡天望远镜普遍用测光红移技术，即用🎪个波段的测光数据来估红移。欧几里得仅用一可见光宽波段和几个近😜外波段，会降低测光红🚂的准确度，“红移测不，对弱引力透镜效应的量也没办法十分准确。巩岩说。　　这是欧几得望远镜未来探测面临最大挑战之一。巩岩介🎖️，如果想圆满完成科学标，欧几里得望远镜需🙎其他望远镜的配合。欧局官网也提到，这一望镜需要来自地面望远镜额外数据，以改进红移定技术和单个星系的点散函数建模。但巩岩提，不同望远镜如何协同👨‍👨‍👧‍👦测、协同数据处理，对几里得望远镜的测量来将是非常大的挑战。比，要面对的挑战包括地🦸‍♀️望远镜观测容易受大气动等影响，每一次的观效果不同，仪器参数也相同等。　　近年来，,洲、中国、美国等多个🚚家和地区都在致力于暗质、暗能量的研究和探。美国国家航空航天局(NASA)正在研制南希·格雷斯·罗曼太空望镜，计划2027年发射。中国两米口径的巡天间望远镜(CSST)计划于2024年发射。这些望远镜和欧几里得有似的研究方向，用于开广域巡天观测，在宇宙🐑构形成和演化、暗物质暗能量领域开展前沿研。　　2013年，中国巡天空间望远镜计划立，中国科学院国家天文研究员詹虎参与了CSST的研制工作，他对媒体表示，CSST拟于2023年底前交付，计划在2024年发射。据报道，CSST太空飞行器的大小相当于一辆大客车立起来有3层楼高。“巡天观测”是CSST的主要使命，它将会覆盖整天空面积的40%，积累获得近20亿星系的高质量数据。　　NASA研制的南希·格雷斯·罗太空望远镜的众多科学标中，也同样包含研究👶宙尺度和暗能量，此外它还将寻找宇宙超新星🧄件等。但它与中国和欧的天文望远镜又有所不。欧空局官方介绍，罗和欧几里得望远镜的使是“互补的”，欧几里的测量视野更广，而罗只是勘测较小的区域，🦯会以更高分辨率和更大🙆长覆盖范围探测，两者重叠结果可用于互相检系统误差。　　这类巡望远镜最终能否揭开暗🦿质和暗能量的面纱？英兰卡斯特大学天体物理教授、欧几里得科学家莎贝尔·胡克在接受采🛏️时提到，欧几里得将在🍟个月后发回它对宇宙的初印象”照片，但科学🐸还要等待数年时间，才拿到海量的数据，宣布🖕些新成果。　　《中国🙃闻周刊》2023年第25期　　声明：刊用《中国新闻周刊》稿件务经面授权【编辑:孙静波】

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