Cơ quan Vũ trụ Châu Âu đã phóng kính viễn vọng không gian Euclid trị giá 1.5 tỷ đô la vào thứ Bảy, một nỗ lực đầu tiên đầy tham vọng nhằm xác định bản chất của vật chất tối, một vật chất chưa biết bao trùm khắp vũ trụ và năng lượng tối, lực đẩy bí ẩn tồn tại trong vũ trụ. tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ.
Henk Hoekstra, nhà thiên văn học tại Đại học Leiden và là thành viên của Hiệp hội các nhà nghiên cứu Euclid cho biết: “Rất khó để tìm thấy một con mèo đen trong phòng tối, đặc biệt nếu không có con mèo nào. “Đó là một chút tình huống mà chúng tôi gặp phải vì chúng tôi có những quan sát này nhưng chúng tôi thiếu một lý thuyết tốt.
“Cho đến nay, chưa ai đưa ra lời giải thích thỏa đáng cho vật chất tối, năng lượng tối và những thách thức khác cũng liên quan đến vật lý hạt. … Sự ra mắt của Euclid thực sự [mang theo] vũ trụ học tới tương lai. Đây là sứ mệnh không gian đầu tiên được thiết kế để nghiên cứu năng lượng tối.”
Năm 1998, các nhà thiên văn lập bản đồ sự giãn nở của vũ trụ dự kiến sẽ thấy nó chậm lại do lực hấp dẫn của tất cả các thành phần của nó. Họ vô cùng ngạc nhiên khi khám phá ra sự giãn nở của không gian và mọi thứ trong đó bắt đầu tăng tốc từ XNUMX đến XNUMX tỷ năm trước. Lực chưa biết cung cấp năng lượng cho gia tốc đó được gọi là năng lượng tối.
Kể từ đó, các nhà nghiên cứu đã kết luận năng lượng tối chiếm gần ba phần tư ngân sách năng lượng khối lượng của toàn vũ trụ. Vật chất tối chiếm khoảng 24% vũ trụ trong khi các nguyên tử và phân tử cấu tạo nên vật chất bình thường — Trái đất, con người, các vì sao và thiên hà — chỉ chiếm 5%.
Bằng cách nghiên cứu những thay đổi tinh tế trong ánh sáng từ các thiên hà trong 10 tỷ năm qua, máy ảnh của Euclid sẽ giúp các nhà khoa học tìm hiểu xem liệu năng lượng tối có phù hợp với “hằng số vũ trụ” bất biến từng được dự đoán bởi thuyết tương đối rộng của Einstein hay liệu cách hiểu hiện tại về lực hấp dẫn cần sửa đổi.
Yannick Mellier, một nhà thiên văn học tại Institut d'Astrophysique de Paris và là thành viên của nhóm khoa học Euclid, đã diễn đạt như sau:
“Mục tiêu của sứ mệnh Euclid là cung cấp câu trả lời cho những câu hỏi sau: tại sao sự giãn nở của vũ trụ lại tăng tốc, điều này chuyển thành bản chất của năng lượng tối là gì? Nó có phải là hằng số vũ trụ không? Nó có phải là năng lượng tối động với các đặc tính có thể thay đổi theo thời gian không? Hay nó là một sự sai lệch so với thuyết tương đối rộng trên quy mô vũ trụ?”
Đồng thời, Euclid cũng sẽ nghiên cứu bản chất của vật chất tối, một biển hạt không phát ra hay phản xạ ánh sáng hay bất kỳ bức xạ điện từ nào khác nhưng có thể thấy rõ hiệu ứng hấp dẫn của chúng. Vật chất tối giữ cho các thiên hà không bị tách ra xa nhau và ảnh hưởng đến cách các thiên hà phát triển và quần tụ trong 13.7 tỷ năm kể từ vụ nổ lớn.
“Euclid sẽ thăm dò sự phân bố của vật chất tối và sự phân bố của các thiên hà với độ chính xác chưa từng có từ không gian,” Mellier nói. “Nó cũng sẽ tái tạo lại lịch sử vũ trụ của vũ trụ trong 10 tỷ năm qua.”
Nó sẽ làm điều đó bằng cách chụp ảnh hơn 10 tỷ thiên hà. Phần mềm trên mặt đất sẽ giúp xác định 1.5 tỷ hoặc nhiều hơn các ứng cử viên tốt nhất và phân tích xem hình dạng của chúng đã bị biến dạng như thế nào bởi các đám mây vật chất tối không nhìn thấy lấp đầy khoảng trống giữa Euclid và các mục tiêu của nó.
Kỹ thuật này, được gọi là thấu kính hấp dẫn yếu, về khái niệm tương tự như cách nước làm biến dạng một chút hình dạng của những tảng đá nằm rải rác trên lòng suối. Đó là một hiệu ứng cực kỳ tinh tế từ góc độ vũ trụ, đòi hỏi phần mềm phức tạp, máy tính mạnh và hơn 1,500 nhà khoa học tại chín trung tâm nghiên cứu để làm sáng tỏ.
Nhưng nếu mọi việc suôn sẻ, Euclid “sẽ quan sát trực tiếp sự phân bố của vật chất tối bằng cách sử dụng hiệu ứng thấu kính hấp dẫn làm thay đổi hình dạng của các thiên hà, vốn bị lệch bởi tất cả sự phân bố vật chất tối dọc theo một đường ngắm nhất định,” Mellier nói. “Và điều đó sẽ cung cấp sự phân bố của vật chất tối không nhìn thấy được trong trường Euclid.”
Các quan sát quang phổ của hàng chục triệu thiên hà sẽ cho phép các nhà nghiên cứu vạch ra khoảng cách và vận tốc trong không gian ba chiều, làm sáng tỏ liệu năng lượng tối có thực sự là lực đằng sau sự gia tốc của sự giãn nở vũ trụ hay liệu có thể cần một số lời giải thích khác hay không.
Nhiệm vụ bắt đầu lúc 11:12 sáng EDT Thứ Bảy khi một tên lửa SpaceX Falcon 9 gầm rú tại Trạm Lực lượng Vũ trụ Cape Canaveral. Sau một vòng kiểm tra máy tính nhanh như chớp, tên lửa đã được phóng lên cao với lực đẩy 1.7 triệu pound, mang đến một màn trình diễn bầu trời ngoạn mục vào cuối tuần cho người dân trong khu vực và khách du lịch.
Bốn mươi mốt phút sau, sau hai lần khai hỏa động cơ giai đoạn hai của tên lửa, Euclid được thả để tự bay. Giai đoạn đầu tiên của Falcon 9, như thường lệ đối với SpaceX, tự bay để hạ cánh trên một thiết bị bay không người lái ngoài khơi.
Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, hay ESA, đã chuẩn bị phóng kính viễn vọng không gian Euclid vào năm ngoái trên một tên lửa Soyuz của Nga cất cánh từ Kourou, Guiana thuộc Pháp. Nhưng sau cuộc xâm lược Ukraine của Nga, những kế hoạch đó đã sụp đổ, khiến Euclid không có chuyến đi nào vào vũ trụ.
Tháng 9 năm ngoái, ESA đã tiếp cận SpaceX về khả năng phóng tên lửa Falcon XNUMX của công ty. Vào cuối năm, các hợp đồng đã được ký kết và nhóm có thể tiến hành ra mắt vào thứ Bảy.
Mike Healy, người đứng đầu các dự án khoa học tại ESA cho biết: “Chúng tôi nợ… rất nhiều nhờ SpaceX. “Không có chúng, vệ tinh của chúng tôi sẽ nằm trên mặt đất trong hai năm.”
Euclid bị ràng buộc bởi một vùng trong không gian cách Trái đất khoảng một triệu dặm - Điểm Lagrange 2 - nơi lực hấp dẫn của mặt trời và Trái đất kết hợp để tạo thành một vùng tĩnh nơi tàu vũ trụ có thể ở yên tại chỗ với mức sử dụng nhiên liệu và điều động tối thiểu. Kính viễn vọng Không gian James Webb cũng hoạt động tại điểm L2.
Euclid nặng 4,760 pound được trang bị một gương chính rộng 3 feet 11 inch gần như hoàn hảo và hai dụng cụ: một camera ánh sáng khả kiến 600 megapixel và một máy quang phổ hình ảnh hồng ngoại 64 megapixel. Trường nhìn của kính thiên văn gần gấp đôi kích thước của mặt trăng tròn.
Sau thời gian kiểm tra và hiệu chỉnh kéo dài một tháng, Euclid sẽ bắt đầu lập bản đồ bầu trời 15,000 độ vuông, bao gồm tất cả không gian bên ngoài Dải Ngân hà, chụp ảnh các thiên hà và cụm thiên hà có niên đại 10 tỷ năm.
Điều đó sẽ nắm bắt được quá trình chuyển đổi từ sự giảm tốc do trọng lực ban đầu của vũ trụ sang kỷ nguyên giãn nở tăng tốc dưới sự thống trị mới nổi của năng lượng tối.
René Laureijs, nhà khoa học dự án Euclid của ESA cho biết: “Trong một lần, Euclid có thể cung cấp một trường lớn hơn nhiều so với khả năng tiếp cận của Hubble. “Trong suốt thời gian tồn tại của nó, Hubble không bao quát hơn 100 độ vuông và điều này có thể được thực hiện bởi Euclid trong 10 ngày. Vì vậy, để có được 15,000 độ vuông của chúng tôi, là kích thước của cuộc khảo sát bầu trời của chúng tôi, chúng tôi cần những hình ảnh lớn này từ bầu trời.”
Euclid sẽ mất sáu năm để hoàn thành bản đồ bầu trời của mình, tạo ra khoảng 100 gigabyte dữ liệu nén mỗi ngày, hoặc ước tính, khó hình dung là 70,000 terabyte trong suốt nhiệm vụ.
Jason Rhodes, thành viên của Hiệp hội các nhà nghiên cứu Euclid cho biết: “iPhone của bạn có thể có 10 megapixel. “Vì vậy, (hai máy ảnh Euclid) cùng nhau có gần 700 megapixel. Chúng tôi sẽ chụp ảnh bằng những chiếc máy ảnh đó vài phút một lần trong sáu năm.
“Nhưng lượng dữ liệu chúng tôi gửi xuống so với lượng dữ liệu hoàn toàn có trong kho lưu trữ khi kết thúc quá trình, đó là một yếu tố khác của hàng nghìn.”
Gaitee Hussain, người đứng đầu bộ phận khoa học tại ESA, cho biết những hình ảnh đó sẽ bao gồm tám tỷ thiên hà, “từ đó một tỷ rưỡi đến hai tỷ thiên hà tốt nhất sẽ được chọn cho thí nghiệm thấu kính yếu.”
“Chúng tôi sẽ thu thập hàng triệu, hàng chục triệu dịch chuyển đỏ quang phổ, cũng như hàng tỷ dịch chuyển đỏ trắc quang, để hiểu khoảng cách của các thiên hà mà chúng tôi đang quan sát,” cô ấy nói thêm.
“Điều này ngụ ý tốc độ dữ liệu lớn, không chỉ để đưa dữ liệu xuống đất mà còn về mặt cung cấp dữ liệu cho (các nhà nghiên cứu). … Đây là điều cần thiết để trả lời câu hỏi được cho là cơ bản nhất trong vật lý và vũ trụ học ngày nay, đó là vũ trụ thực sự được tạo thành từ cái gì?”
- 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/spacex-launches-european-dark-energy-telescope-to-help-unravel-cosmologys-biggest-mysteries/
