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时间:2025-03-18 14:56:05 来源:网络整理 编辑:探索
原问题:欧多少里患上望远镜,能解开宇宙的两大谜团吗?北京光阴7月1日晚23时12分,由欧洲空间局如下简称欧空局)妄想的欧多少里无暇间望远镜如下简称欧多少里患上望远镜)搭乘美国SpaceX公司的猎鹰 9
北京光阴7月1日晚23时12分,由欧洲空间局(如下简称欧空局)妄想的患上欧多少里无暇间望远镜(如下简称欧多少里患上望远镜)搭乘美国SpaceX公司的猎鹰 9 号火箭 ,从美国佛罗里达州发射升空。望远未来6年 ,镜能解开它将勘探逾越三分之一的宇宙宇宙 ,为逾越10亿个星系做“CT扫描”,两大谜并绘制出一张宇宙三维“舆图”。欧多
据欧空局官网介绍,少里凭证欧多少里患上望远镜审核的患上海量数据,可能亘古未有地判断以前100亿年中宇宙的望远缩短以及妄想演化,并有助于揭开宇宙学的镜能解开两大怪异:暗能量以及暗物资 。
中国迷信院国家地舆台钻研员巩岩临时钻研暗物资以及暗能量模子,宇宙是两大谜中国巡天空间望远镜(CSST)国家地舆台迷信钻研中间常务副主任。他对于《中国往事周刊》介绍说 ,欧多暗物资以及暗能量 ,是当初物理学以及地舆学最前沿的钻研规模,也是拆穿困绕在两个学科头顶上的“两朵乌云” 。多个国家都在相关规模攻关,假如将这两大谜团破解了,对于人类来说黑白常严正的突破 。
太地面的欧多少里无暇间望远镜(展现图) 。图/欧空局
人类对于95%的宇宙还无所不知
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布景辐射图,这是宇宙大爆炸时的遗留辐射 ,被称为宇宙中最怪异的光。2013年 ,第一幅反映宇宙降生早期的全景图果真后,迷信家确认,它简直欠缺地验证了宇宙尺度模子 。即在宇宙中 ,所有可见的艰深物资 ,搜罗恒星、行星以及咱们生涯中的所有,只占宇宙总能量的5%,暗物资占27%,暗能量占68%。
但人们需要解答的下场是,暗物资以及暗能量事实是甚么 。以前近一个世纪中 ,良多钻研者丈量发现,恒星绕星系中间旋转的速率大于预料服从,预料存在不私见的物资增大了使患上恒星旋转的引力,迷信家将其称为暗物资。而暗能量是指驱动宇宙减速缩短的怪异物资。暗物资与艰深物资差距,看不见 、摸不着 、听不到。以前数十年,地舆学家以及实际物理学家想尽措施 ,都无奈直接探测到暗物资以及暗能量的存在 ,对于其性子更无所不知。
2012年,欧多少里患上妄想被欧空局选中实施 ,来自13个欧洲国家、美国 、日本等国的2000多名迷信家退出了这项妄想,耗资约10亿欧元研制实现欧多少里患上探测器。如今,这一以多少多学之父命名的探测器,搭载口径为1.2米的欧多少里患上望远镜,以及一台可见光波长相机以及一台近红皮毛机,将在宇宙飞翔一个月 ,最终悬停在距地球150万公里外的拉格朗日点L2。欧多少里德望远镜将与詹姆斯·韦伯望远镜同享统一位置 ,配合凝望宇宙深处。
欧多少里患上望远镜的发射多少经波涛。2022年 ,欧多少里患上望远镜修筑实现,原妄想搭载俄罗斯火箭,从南美洲发射 ,但受俄乌清静影响,欧洲以及俄罗斯的航天部份相助妨碍。2022年尾 ,欧空局找到替换妄想 ,与美国公司SpaceX相助 ,发射地址转移到美国。凭证欧空局官网宣告的目的,欧多少里患上望远镜将用于钻研暗能量是否存在 ,或者探明宇宙清晰飞快缩短的原因是甚么;假如暗能量存在 ,它的特色是甚么,并凭证审核到的宇宙大规模妄想,钻研大爆炸后的宇宙情景 。
巩岩对于《中国往事周刊》介绍说 ,欧多少里患上望远镜并非直接探测暗物资,严厉地说,对于暗物资的探测需要探测到暗物资粒子。暗物资有多种实际假说 ,其中之一以为,暗物资是重品质粒子。以前数十年,迷信家主要经由三种方式探测暗物资:运用大型对于撞机,测试是否撞出暗物资粒子;在果真十多少公里建树试验室,保障其余粒子无奈穿透,追寻暗物资与其余物资相互熏染的痕迹;在地面或者太空探测暗物资“湮灭”或者衰变后发生的罕有粒子 。但迄今为止,人们穷尽了上述所有措施 ,都不探测到暗物资粒子的踪影。
巩岩批注说,欧多少里患上望远镜的使命道理是 ,假如暗物资存在,经由对于宇宙中海量天体的探测,将患上到的数据与相关模子妨碍比力以及验证,来判断或者清扫响应的暗物资模子 。这实际上是一种实际上的“清扫法”。“假如人们把暗物资的性子探测患上饶富精确,其余实际都无奈批注这个数据,最后只能用暗物资来声名。”巩岩说。
欧空局的民间网站介绍 ,欧多少里患上望远镜主要经由两种方式实现迷信目的 。望远镜将丈量15亿个布景星系,建树宇宙暗物资扩散的三维视图 ,宇宙学家将借此判断宇宙历史中的星系妄想若何组成 ,以及星系妄想的妨碍速率。这与暗物资以及暗能量的性子与数目相关 。同时,欧多少里患上望远镜也将运用重子声学振荡,丈量宇宙的缩短率及其变更。重子声学振荡可能重大清晰为宇宙早期的声音晃动,它们在宇宙微波布景辐射留下了痕迹,有助于清晰宇宙的演化以及妄想的组成。两种方式的丈量工具是简直相同的天体 ,服从可能交织魔难 ,减小倾向。
作为第四代巡天望远镜,欧多少里患上以及哈勃望远镜有清晰差距。“哈勃是精测望远镜,能清晰拍摄某一小片天区内的天体,只能探测太地面很小的地域 ,至关于经由‘针孔’审核。”巩岩说,想要钻研暗物资以及暗能量,望远镜要看到更广袤的宇宙。欧多少里患上望远镜则是“把针孔拿掉” ,在更大的视线中扫描全部宇宙的天体 。
此外 ,欧多少里患上望远镜也能“看患上更远”。天体收回的光随着宇宙缩短被拉伸,会泛起“红移天气” 。红移越大,天体离人类的距离越远。欧多少里患上同时搭载丈量星系形态的可见光相机,以及测星系亮度以及距离的近红外光谱仪 ,能审核到宇宙组成30亿年后的光。“它探测宇宙的广度以及深度,都是当初其余望远镜无奈比力的,审核数据量之大在同规范望远镜中也亘古未有 。”巩岩对于《中国往事周刊》说 。
欧多少里患上望远镜的另一个紧张迷信目的是,经由对于宇宙物资扩散妄想的合成,丈量出中微子的品质。当初 ,迷信家以为,中微子由电子中微子、缪子中微子、陶子中微子三种差距规范的中微子组合而成,现有地面试验无奈确认三者的品质排序。粒子物理学的尺度模子中,中微籽实际上品质为零 ,但地面试验以及审核中表明中微子是有品质的。“对于三种中微子品质之以及的精确丈量,对于清晰中微子的品质排序,以及其品质取患上的机制有侧紧张熏染。”巩岩合成说,这对于中微子致使根基物理的钻研都市有极大增长熏染。
无奈径自实现审核目的
在地球上,光在真地面沿直线转达,但在更广漠的宇宙中,情景并非如斯。凭证爱因斯坦狭义相对于论的预料,一个遥远星系收回的光,经由星系概况星系团这种大品质天体,受引力影响,会发生细小笔直。相似于被置于淘汰镜下 ,其成像形态以及亮度都市爆发修正,这被称为引力透镜效应。迷信家以为 ,布景光源的扭曲不是随机的 ,它与暗物资的引力场相关 ,可能从中探测暗物资的密度扩散 。
巩岩批注说 ,事实形态下,发光的星系等光源、光经由的大品质物资、审核者三点一线时,引力透镜效应最强 。但在宇宙中,艰深情景下,光源只会爆发单薄透镜效应,使审核难度削减 ,这被称为弱引力透镜效应。正式开启探测后,欧多少里患上望远镜将经由弱引力透镜效应来绘制暗物资扩散图。“尽管单个星系的形态以及亮度变更很小,但这是一个统计意见,假如把多少亿、十多少亿的星系的形态以及亮度都测一遍 ,统计效应就进去了 。”巩岩说 。
因此,欧多少里患上望远镜要审核饶富广漠的宇宙 ,巩岩介绍说,“在妄想上,欧多少里患上望远镜在可见光审核上只用了一个宽波段 ,有助于更精确地丈量星系形态。”但大型巡天望远镜普遍运用测光红移技术 ,即用多个波段的测光数据来估算红移。欧多少里患上仅用一个可见光宽波段以及多少个近红外波段,会飞腾测光红移的精确度 ,“红移测禁绝,对于弱引力透镜效应的丈量也没措施颇为精确。”巩岩说。
这是欧多少里患上望远镜未来探测面临的最大挑战之一。巩岩介绍,假如想美满实现迷信目的,欧多少里患上望远镜需要其余望远镜的配合 。欧空局官网也提到,这一望远镜需要来自地面望远镜的格外数据,以改善红移测定技术以及单个星系的点散漫函数建模。但巩岩提到,差距望远镜若何协同审核 、协同数据处置 ,对于欧多少里患上望远镜的丈量来说将黑白常大的挑战 。好比 ,要面临的挑战搜罗地面望远镜审核简略受大气扰动等影响 ,每一次的审核下场差距,仪器参数也不相同等。
近些年来 ,欧洲 、中国 、美国等多个国家以及地域都在自动于暗物资 、暗能量的钻研以及探测 。美国国家航空航天局(NASA)正在研制南希·格雷斯·罗曼太空望远镜,妄想2027年发射。中国两米口径的巡天空间望远镜(CSST)妄想于2024年发射 。这些望远镜以及欧多少里患上有相似的钻研倾向,用于睁开广域巡天审核,在宇宙妄想组成以及演化、暗物资以及暗能量规模睁开前沿钻研。
2013年,中国巡天空间望远镜妄想立项,中国迷信院国家地舆台钻研员詹虎退出了CSST的研制使命,他对于媒体展现,CSST拟于2023年尾前交付,妄想在2024年发射。据报道 ,CSST太空飞翔器的巨细至关于一辆大客车,立起来有3层楼高 。“巡天审核”是CSST的主要使命 ,它将会拆穿困绕全部天空面积的40%,积攒取患上近20亿星系的高品质数据。
NASA研制的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的泛滥迷信目的中,也同样搜罗钻研宇宙尺度以及暗能量,此外 ,它还将追寻宇宙超新星使命等。但它与中国以及欧洲的地舆望远镜又有所差距。欧空局民间介绍 ,罗曼以及欧多少里患上望远镜的使命是“互补的” ,欧多少里患上的丈量视线更广,而罗曼只是勘探较小的地域,但会以更高分说率以及更大波长拆穿困绕规模探测,两者的重叠服从可用于相互魔难零星倾向 。
这种巡天望远镜最终是否揭开暗物资以及暗能量的面纱 ?英国兰卡斯特大学天体物理学教授 、欧多少里患上迷信家伊莎贝尔·胡克在接受采访时提到 ,欧多少里患上将在多少个月后发回它对于宇宙的“初印象”照片 ,但迷信家还要期待数年光阴 ,能耐拿到海量的数据,宣告一些新下场。
发于2023.7.10总第1099期《中国往事周刊》杂志
杂志问题:欧多少里患上望远镜能解开暗物资之谜吗 ?
记者:杨智杰返回搜狐,魔难更多
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