Kính viễn vọng không gian Euclid của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) sẽ phóng từ Mũi Canaveral vào ngày 1 tháng XNUMX với sứ mệnh làm sáng tỏ 'vũ trụ tối' bị chi phối bởi vật chất tối và năng lượng tối.

Chỉ có 4.9% vũ trụ được tạo ra từ vật chất nhìn thấy được – tức là thứ mà chúng ta có thể nhìn thấy, nếm và chạm được và được tạo ra từ các nguyên tử. Điều này bao gồm tất cả các ngôi sao, khí, bụi, hành tinh, tiểu hành tinh, sao chổi, v.v. trong vũ trụ. Phần còn lại bao gồm vật chất tối (26.8%) và năng lượng tối (68.3%). Thực tế là bản chất của cả hai, và do đó là bản chất của phần lớn vũ trụ, vẫn còn bí ẩn là “sự bối rối lớn nhất trong vũ trụ học”, Guadalupe Cañas-Herrera của ESA nói với các phóng viên trong cuộc họp báo trước khi ra mắt vào ngày 23 tháng XNUMX.

“Chúng tôi biết rằng 95% vũ trụ của chúng tôi là thứ mà chúng tôi hoàn toàn không biết,” cô nói thêm.

[Nhúng nội dung]

Chúng ta không thể nhìn thấy vật chất tối vì nó không tương tác với ánh sáng, nhưng chúng ta có thể suy ra sự tồn tại của nó nhờ hiệu ứng hấp dẫn của nó. Chúng tôi nhận thấy vật chất tối lấp đầy các vầng hào quang của các thiên hà và chiếm phần lớn khối lượng của các cụm thiên hà.

Trong khi đó, năng lượng tối là một loại trường năng lượng đẩy nào đó tràn ngập vũ trụ và có tác dụng phản trọng lực. Trong khi lực hấp dẫn cố gắng làm chậm quá trình giãn nở của vũ trụ, thì năng lượng tối đang hoạt động chống lại lực hấp dẫn và hơn 10 tỷ năm qua đã khiến quá trình giãn nở của vũ trụ tăng tốc.

“Euclid sẽ quan sát 10 tỷ năm qua, kể từ khi hầu hết các ngôi sao và thiên hà hình thành và khi năng lượng tối bắt đầu chiếm ưu thế,” Giám đốc Dự án của sứ mệnh, Giuseppe Racca của ESA cho biết.

Có nhiều mô hình khác nhau được đưa ra để giải thích cả vật chất tối và năng lượng tối. Vật chất tối có phải là một loại hạt mới như axion hay WIMP (hạt khối lượng lớn tương tác yếu), hay nó có thể được giải thích bằng một phiên bản sửa đổi của lý thuyết hấp dẫn? Và năng lượng tối là hằng số vũ trụ, hay một trường năng lượng động, có thể thay đổi được gọi là tinh hoa?

“Euclid sẽ đo năng lượng tối và vật chất tối với độ chính xác và độ chính xác cao chưa từng có,” người phụ trách sứ mệnh cho biết.
Nhà khoa học dự án, René Laureijs của ESA. Khi làm như vậy, mục đích là để có thể phân biệt được mô hình nào trong số những mô hình này có thể bị loại trừ và mô hình nào vẫn có thể thực hiện được. Điều này sẽ được thực hiện bởi khả năng công nghệ khá ấn tượng của Euclid.

Gương 1.2 mét của Euclid, cũng như các thành phần của dụng cụ, được làm từ silicon carbide, một vật liệu kết hợp các đặc tính của gốm, mang lại độ cứng cho Euclid và kim loại, có tính dẫn nhiệt tốt, để kính thiên văn có thể xử lý ứng suất nhiệt mà nó sẽ trải qua tại điểm L2 Lagrange, cách Trái đất 1.5 triệu km, điểm mà nó sẽ chạm tới một tháng sau khi được phóng lên tên lửa SpaceX Falcon 9. Đã có rất nhiều nhiệm vụ tại L2, bao gồm cả JWST. Đó là một nơi tốt cho các nhiệm vụ mạo hiểm, với Mặt trời, Trái đất và Mặt trăng đều ở phía sau tàu vũ trụ đóng ở đó.

Chế độ xem của Euclid là màn ảnh rộng – hệ thống quang học của nó hiển thị diện tích bầu trời lớn gấp hai lần rưỡi đường kính góc của Mặt trăng tròn trên bầu trời đêm (khoảng nửa độ). Euclid cần có khả năng bao phủ nhiều mặt đất một cách nhanh chóng vì nó có toàn bộ bầu trời ngoài thiên hà để bao phủ. Điều này loại bỏ cả mặt phẳng Hoàng đạo đầy bụi và mặt phẳng của Dải Ngân hà vì cả hai đều che khuất các thiên hà bên ngoài, nghĩa là Euclid chỉ phải che phủ 36% toàn bộ bầu trời – trong khu vực 15,000 độ vuông. Tuy nhiên, điều này sẽ khiến Euclid mất tổng cộng sáu năm để hoàn thành nhưng so với Kính viễn vọng Không gian Hubble, thì đó là thời gian nhanh.

Racca cho biết: “Đối với Kính viễn vọng Không gian Hubble, sẽ mất khoảng 1,000 năm để thực hiện công việc tương tự. Thật vậy, cộng tất cả bầu trời mà Hubble đã quan sát được kể từ khi phóng vào năm 1990 và nó có diện tích khoảng 100 độ vuông. Euclid có thể khảo sát một khu vực tương đương trong 10 ngày.

Trong suốt sứ mệnh kéo dài sáu năm của mình, Euclid sẽ quan sát hơn 12 tỷ thiên hà, quay trở lại 10 tỷ năm trong thời gian vũ trụ. Euclid sẽ thực hiện các quan sát của mình bằng hai thiết bị, Máy chụp ảnh trực quan (VIS) và Máy quang phổ và Máy quang phổ hình ảnh cận hồng ngoại (NISP) của nó. Họ sẽ cùng nhau xây dựng một bản đồ ba chiều thể hiện sự phân bố của tất cả các thiên hà này. Đặc biệt, cả hai sẽ xác định hình dạng của các thiên hà, tìm kiếm các hiệu ứng của 'thấu kính yếu'. Đây là một loại thấu kính hấp dẫn, vì lực hấp dẫn bẻ cong không gian và do đó bẻ cong đường đi của ánh sáng xuyên qua không gian đó. Sự hiện diện của vật chất tối khuếch tán giữa các thiên hà sẽ làm biến dạng một cách tinh vi ánh sáng phát ra từ các thiên hà này và bằng cách tìm kiếm những biến dạng yếu này được in trên hình dạng của thiên hà, hơi giống với việc nhìn vào một thứ gì đó bị biến dạng nằm dưới nước, Euclid sẽ có thể lập bản đồ sự hiện diện của vật chất tối với độ trung thực cao hơn bao giờ hết.

Một chiến thuật khác mà các nhà khoa học đang thực hiện với Euclid là đo mức độ mà các thiên hà có xu hướng co cụm lại. Trong 280,000 năm đầu tiên của lịch sử vũ trụ, vũ trụ là một biển plasma, qua đó các photon ánh sáng không thể thoát ra ngoài. Plasma dày đặc đến mức sóng âm gợn qua nó. Cuối cùng, khi vũ trụ nguội đi đủ để plasma tan ra, ánh sáng cuối cùng cũng được giải phóng và ngày nay chúng ta thấy nó là bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB). Tuy nhiên, những sóng âm đó đã quét sạch nhiều nguyên tử đó, tạo thành những vùng vật chất dày đặc hơn có khả năng hấp dẫn hút nhiều vật chất hơn về phía chúng theo thời gian. Đó là những khu vực nơi các cụm thiên hà hình thành. Sóng âm thanh, mà các nhà vũ trụ học gọi là dao động âm thanh baryonic, có kích thước đặc trưng. Bằng cách so sánh kích thước của chúng dựa trên mức độ tập hợp của các thiên hà trong các kỷ nguyên khác nhau trong lịch sử vũ trụ với kích thước góc của chúng trên CMB, có thể đo được vũ trụ đã mở rộng bao nhiêu và mức độ mở rộng đó đã tăng tốc do năng lượng tối.

Trong số 12 tỷ đối tượng sẽ bao gồm tập dữ liệu của Euclid, 1.5 tỷ đối tượng tốt nhất sẽ có thông tin hình dạng rất chính xác cũng như dịch chuyển đỏ trắc quang (nghĩa là ước tính tốt về dịch chuyển đỏ của chúng dựa trên cách chúng xuất hiện màu đỏ). Trong số 1.5 tỷ thiên hà này, Euclid cũng sẽ đo các dịch chuyển đỏ bằng quang phổ đối với 30 triệu thiên hà trong số đó. Phép đo dịch chuyển đỏ bằng phương pháp quang phổ chính xác hơn phép đo trắc quang vì nó có thể chỉ ra chính xác có bao nhiêu vạch quang phổ đã dịch chuyển theo bước sóng trong phổ ánh sáng của một thiên hà do sự giãn nở của vũ trụ kéo dài bước sóng của ánh sáng đó. Mức độ mà ánh sáng bị dịch chuyển đỏ cho biết năng lượng tối phải mạnh đến mức nào ở các kỷ nguyên khác nhau.

“Euclid không chỉ là một kính viễn vọng không gian, nó thực sự là một máy dò năng lượng tối,” Laureijs nói về sứ mệnh trị giá 1.4 tỷ euro.

Yannick Mellier, thuộc Institut d'Astrophysique de Paris IAP Paris và Trưởng nhóm Euclid Consortium, thậm chí còn đi xa hơn trong đánh giá của mình về những gì sứ mệnh có thể đạt được.

“Nó sẽ tái tạo lại lịch sử vũ trụ của Vũ trụ trong 10 tỷ năm qua [và] về nguyên tắc, Euclid sẽ đưa ra phản ứng quyết định về bản chất của năng lượng tối,” ông nói.

170 triệu gigabyte dữ liệu mà Euclid sẽ tích lũy trong sứ mệnh kéo dài XNUMX năm trên danh nghĩa của nó sẽ không chỉ cho chúng ta biết thêm về vật chất tối và năng lượng tối. Nó sẽ được sử dụng để ngoại suy lịch sử tương lai của vũ trụ. Năng lượng tối sẽ tiếp tục mở rộng không gian cho đến khi nó xé nát vũ trụ trong một 'Vụ xé toạc'? Hay năng lượng tối có thể yếu đi, cho phép lực hấp dẫn nắm giữ và duy trì hiện trạng hoặc khiến vũ trụ sụp đổ trong một 'Vụ co lớn'? Kết hợp với các cuộc khảo sát trên mặt đất được thực hiện bởi các thiết bị như Thiết bị Quang phổ Năng lượng Tối tại Đài thiên văn Quốc gia Kitt Peak ở Arizona, Euclid sẽ giúp chúng ta hiểu rõ số phận của Vũ trụ.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Ô tô / Xe điện, Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• BlockOffsets. Hiện đại hóa quyền sở hữu bù đắp môi trường. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://spaceflightnow.com/2023/07/01/euclid-prepares-to-blast-off-on-a-mission-to-discover-the-fate-of-the-universe/