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应用分类: 手机网游
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　　欧几里得望远🩺能解开暗物质之谜？　　《中国新闻🍧刊》记者：杨智杰　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远镜(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升空。未来6年，它将勘测超过三分之的宇宙，为超过10亿个星系做“CT扫描”，并绘制出一宇宙三维“地图”　　据欧空局官网绍，依据欧几里得💥远镜观测的海量数，可以前所未有地🕘定过去100亿年中宇宙的膨胀和结构化，并有助于揭开🎴宙学的两大奥秘：能量和暗物质。　🩱中国科学院国家天’台研究员巩岩长期究暗物质和暗能量型，是中国巡天空-望远镜(CSST)国家天文台科学研中心常务副主任。对《中国新闻周刊😆介绍说，暗物质和’能量，是目前物理🤰和天文学最前沿的究领域，也是笼罩两个学科头顶上的两朵乌云”。多个💱家都在相关领域攻，如果将这两大谜🎒破解了，对人类来是非常重大的突破　　人类对95%的宇宙还一无所知　🤷‍♀️2009年，欧空局发射“普朗克”探🍿卫星，耗时3年，精准绘制出宇宙微波景辐射图，这是宇🩺大爆炸时的遗留辐，被称为宇宙中最老的光。2013年，第一幅反映宇宙生初期的全景图公后，科学家确认，几乎完美地验证了宙标准模型。即在宙中，所有可见的🔱通物质，包括恒星行星以及我们生活的一切，只占宇宙👳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质和暗能量到是什么。过去近一👩🏾‍🤝‍👩🏼世纪中，许多研究-测量发现，恒星绕系中心旋转的速度🗽于预测结果，猜测在不可见的物质增👩‍🦯了使得恒星旋转的力，科学家将其称暗物质。而暗能量指驱动宇宙加速膨的神秘物质。暗物与普通物质不同，不见、摸不着、听到。过去数十年，文学家和理论物理家想尽办法，都无直接探测到暗物质🕳️暗能量的存在，对性质更一无所知。🎬　2012年，欧几里得计划被欧空局😇中实施，来自13个欧洲国家、美国、本等国的2000多名科学家参与了这计划，耗资约10亿欧元研制完成欧几🍻得探测器。如今，🩹一以几何学之父命的探测器，搭载口为1.2米的欧几里得望远镜，以及一🤗可见光波长相机和台近红外相机，将宇宙航行一个月，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�🔅韦伯望远镜共享同🐳位置，共同凝望宇深处。　　欧几里望远镜的发射几经-澜。2022年，欧几里得望远镜建造🧩成，原计划搭载俄斯火箭，从南美洲💇射，但受俄乌战争🤰响，欧洲和俄罗斯航天部门合作终止🕯️2022年底，欧空局找到替代方案，🐤美国公司SpaceX合作，发射地点转移到美国。依据欧局官网公布的目标欧几里得望远镜将🖲️于研究暗能量是否💭在，或探明宇宙明急速膨胀的原因是么；如果暗能量存，它的特点是什么🦦并根据观察到的宇大规模结构，研究爆炸后的宇宙状况　　巩岩对《中国↖️闻周刊》介绍说，几里得望远镜并不🌟直接探测暗物质，格地说，对暗物质探测需要探测到暗😥质粒子。暗物质有种理论假说，其中一认为，暗物质是🏠质量粒子。过去数年，科学家主要通🐛三种方式探测暗物：利用大型对撞机🏴测试能否撞出暗物粒子；在地下十几里建立实验室，保其他粒子无法穿透寻找暗物质与其他🚶‍♂️质相互作用的痕迹在地面或太空探测物质“湮灭”或衰👨‍🦱后产生的常见粒子但迄今为止，人们尽了上述所有办法都没有探测到暗物-粒子的踪影。　　,岩解释说，欧几里望远镜的工作原理，假设暗物质存在🍙通过对宇宙中海量体的探测，将得到数据与相关模型进👨‍🎤对照和验证，来确🦶或排除相应的暗物模型。这实际上是🔖种理论上的“排除”。“如果人们把物质的性质探测得够精确，其他理论🛰️无法解释这个数据最后只能用暗物质解释。”巩岩说。🧦　欧空局的官方网介绍，欧几里得望镜主要通过两种方实现科学目标。望镜将测量15亿个背景星系，创建宇宙物质分布的三维视，宇宙学家将借此断宇宙历史中的星结构如何形成，以星系结构的生长速🎦。这与暗物质和暗量的性质与数量相。同时，欧几里得远镜也将利用重子🌎学振荡，测量宇宙💉膨胀率及其变化。子声学振荡可以简↗️理解为宇宙早期的🧛音波动，它们在宇微波背景辐射留下痕迹，有助于了解♀️宙的演化和结构的🍤成。两种方式的测对象是几乎相同的体，结果可以交叉🩺验，减小误差。　,作为第四代巡天望🕡镜，欧几里得和哈望远镜有明显区别🗝️“哈勃是精测望远，能清晰拍摄某一💴片天区内的天体，能探测太空中很小区域，相当于通过针孔’观测。”巩说，想要研究暗物👨🏿‍🤝‍👨🏻和暗能量，望远镜🐉看到更广袤的宇宙欧几里得望远镜则“把针孔拿掉”，💭更大的视野中扫描个宇宙的天体。　此外，欧几里得望镜也能“看得更远。天体发出的光随’宇宙膨胀被拉伸，⏳出现“红移现象”红移越大，天体离类的距离越远。欧里得同时搭载测量系形状的可见光相🚧，以及测星系亮度😍距离的近红外光谱💼，能观测到宇宙形30亿年后的光。“它探测宇宙的广度🧥深度，都是目前其✅望远镜无法比拟的👩‍🎓观测数据量之大在🗺️类型望远镜中也前--未有。”巩岩对《国新闻周刊》说。🧘‍♀️　欧几里得望远镜另一个重要科学目✏️是，通过对宇宙物🚋分布结构的分析，量出中微子的质量目前，科学家认为🧃中微子由电子中微、缪子中微子、陶👩🏽‍🤝‍👨🏿中微子三种不同类的中微子组合而成现有地面实验无法🚶认三者的质量排序🍊粒子物理学的标准型中，中微子理论质量为零，但地面验和观测中表明中🥄子是有质量的。“三种中微子质量之的精确测量，对于🏅解中微子的质量排🍬，以及其质量获得机制有着重要作用🍂”巩岩分析说，这于中微子乃至基本-理的研究都会有极推动作用。　　无单独完成观测目标　在地球上，光在⌨️空中沿直线传播，在更广阔的宇宙中情况并非如此。根🍠爱因斯坦广义相对的预测，一个遥远系发出的光，经过系或者星系团这类质量天体，受引力👃响，会产生轻微弯🧓。类似于被置于放镜下，其成像形态亮度都会发生改变这被称为引力透镜应。科学家认为，景光源的扭曲不是机的，它与暗物质引力场相关，可以🎬中探测暗物质的密♉分布。　　巩岩解说，理想状态下，光的星系等光源、👩‍❤️‍👩经过的大质量物质观测者三点一线时引力透镜效应最强但在宇宙中，一般况下，光源只会发🚤微弱透镜效应，使🩰测难度增加，这被为弱引力透镜效应🉐正式开启探测后，几里得望远镜将通弱引力透镜效应来制暗物质分布图。🃏虽然单个星系的形和亮度变化很小，🏨这是一个统计概念如果把几亿、十几的星系的形状和亮都测一遍，统计效就出来了。”巩岩🏼。　　因此，欧几💁得望远镜要观测足广阔的宇宙，巩岩绍说，“在设计上欧几里得望远镜在见光观测上只用了🤹‍♀️个宽波段，有助于准确地测量星系形。”但大型巡天望♐镜普遍使用测光红技术，即用多个波的测光数据来估算🗿移。欧几里得仅用个可见光宽波段和🏊个近红外波段，会低测光红移的准确，“红移测不准，弱引力透镜效应的量也没办法十分准。”巩岩说。　　是欧几里得望远镜❓来探测面临的最大战之一。巩岩介绍👩🏼‍🤝‍👨🏽如果想圆满完成科目标，欧几里得望-镜需要其他望远镜配合。欧空局官网提到，这一望远镜要来自地面望远镜额外数据，以改进移测定技术和单个⚠️系的点扩散函数建。但巩岩提到，不望远镜如何协同观--、协同数据处理，✔️欧几里得望远镜的🤑量来说将是非常大挑战。比如，要面-,的挑战包括地面望镜观测容易受大气动等影响，每一次观测效果不同，仪参数也不相同等。🧚‍♀️　近年来，欧洲、国、美国等多个国和地区都在致力于物质、暗能量的研👩‍👧和探测。美国国家空航天局(NASA)正在研制南希·格雷斯·罗曼太空望镜，计划2027年发射。中国两米口的巡天空间望远镜(CSST)计划于2024年发射。这些望远镜和欧几里得-相似的研究方向，于开展广域巡天观，在宇宙结构形成演化、暗物质和暗量领域开展前沿研。　　2013年，中国巡天空间望远计划立项，中国科🌌院国家天文台研究詹虎参与了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太空飞行器的大小相当于一辆大车，立起来有3层楼高。“巡天观测”CSST的主要使命，它将会覆盖整个空面积的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·罗曼太望远镜的众多科学标中，也同样包含👩🏽‍🤝‍👨🏻究宇宙尺度和暗能🙎‍♀️，此外，它还将寻宇宙超新星事件等🚣‍♀️但它与中国和欧洲,,天文望远镜又有所同。欧空局官方介🕒，罗曼和欧几里得远镜的使命是“互的”，欧几里得的量视野更广，而罗只是勘测较小的区，但会以更高分辨和更大波长覆盖范探测，两者的重叠果可用于互相检查😳统误差。　　这类天望远镜最终能否🤭开暗物质和暗能量🔜面纱？英国兰卡斯大学天体物理学教🐼、欧几里得科学家莎贝尔·胡克在接🔛采访时提到，欧几得将在几个月后发它对宇宙的“初印”照片，但科学家要等待数年时间，↖️能拿到海量的数据宣布一些新成果。　《中国新闻周刊2023年第25期　　声明：刊用《国新闻周刊》稿件经书面授权【编辑:孙静波

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