当地时间7月1日11时(北京时间7月1日23时),欧洲空间局的欧几里得空间望远镜在美国卡纳维拉尔角搭乘猎鹰9号火箭升空。这台以几何学之父欧几里得命名的望远镜,在未来为期6年的任务中,将仔细观察将近一半的宇宙空间以及其中的近10亿个星系,只为回答一个问题:宇宙中的暗能量和暗物质是如何分布的?
人们为什么想要探寻这个问题的答案呢?宇宙命运:物质与能量的对决。
人们在观察宇宙时发现了一个不同寻常的现象——宇宙正在加速膨胀,也就是说,离我们越远的星系,远离我们的速度就越快。为了解释这一现象,科学家们假定:宇宙中有我们看不见的暗能量,它的存在导致了目前宇宙的膨胀。
于是,宇宙中的物质密度和暗能量密度决定了宇宙的终极命运:如果物质密度无法对抗暗能量密度,宇宙可能会无限膨胀下去;如果物质密度超过了暗能量密度,那么物质之间的万有引力就会减缓宇宙的膨胀,甚至可能会使宇宙收缩。
随着研究的深入,人们发现了一类并不发光或者反射光、却仍具有万有引力的物质。由于这种物质不会发光,所以无法被看到,因此也被叫作暗物质。后来人们才发现,暗物质比可见物质多得多,有可能会使宇宙总物质的密度超过暗能量,从而扭转宇宙的加速膨胀。
重子声学振荡:冻结的涟漪。幸运的是,宇宙为我们“封冻”住了一份来自早期宇宙的信息,使我们可以立足现在而观测过去,这就是重子声学振荡现象。
引力透镜:看不见的折光器。暗能量的探测有着落了,我们再来看看欧几里得望远镜是如何探测暗物质的。暗物质看不见、摸不着,探测起来也很有难度,但它们仍然具有万有引力相互作用。因此人们想到,只要能够想办法测量到暗物质的引力场,便可以间接测量暗物质了。
欧几里得望远镜便是采用引力透镜效应来观测暗物质的,它搭载的VIS系统能够在可见光波段观察星系形状的微小变形和光度变化,反推出引起变形的引力场的强度,从而获得暗物质的分布信息。