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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