2020: Запуск космического телескопа «Евклид» для исследования тёмной материи

+7 926 604 54 63 address
Примерно так будет выглядеть Euclid Space Telescope
Примерно так будет выглядеть Euclid Space Telescope. Фото — ESA.

Материя, с которой человек более или менее знаком, от атомов элементов периодической таблицы до фотонов и даже недавно открытого бозона Хиггса — лишь малая часть всей материи, составляющей Вселенную. Большую же её часть, около 85%, составляет неведомое нечто, именуемое темной материей.

Тёмная материя состоит из частиц неизвестного типа и не взаимодействует со светом (и вообще электромагнитным излучением, из-за чего, собственно, её чрезвычайно сложно наблюдать). Однако известно, что со «светящимся» (барионным) веществом она может взаимодействовать по меньшей мере посредством гравитации. Именно гигантские массы тёмной материи притягивают друг к другу галактики, не давая им разлетаться быстрее, чем они это делают сейчас.

Помимо тёмной материи предположительно существует тёмная энергия. Это понятие, введённое в космологию для объяснения расширяющейся Вселенной: ведь если большая часть материи, тёмная материя, притягивает галактики друг к другу, но они всё равно разлетаются, что-то очень мощное должно заставлять их делать это.

Пока существует два альтернативных понимания того, что такое тёмная энергия:

  • тёмная энергия есть космологическая константа — неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство Вселенной (т.е. постулируется ненулевая энергия и давление вакуума; иными словами, в этой модели тёмная энергия есть просто некая стоимость существования пространства: где есть пространство — есть ненулевая энергия);
  • тёмная энергия есть некая квинтэссенция — динамическое поле, энергетическая плотность которого может меняться в пространстве и времени.

К настоящему времени (2014 год) все известные надёжные наблюдательные данные не противоречат первой гипотезе, так что она принимается в космологии как стандартная. Окончательный выбор между двумя вариантами требует высокоточных измерений скорости расширения Вселенной, чтобы понять, как эта скорость изменяется со временем.

Телескоп «Евклид», который Европейское космическое агентство (ESA) должно подготовить к запуску к 2020 году, как раз должен заняться наблюдениями, которые должны будут ответить на множество вопросов о тёмной материи и тёмной энергии. Но как наблюдать за явлениями, которые нельзя увидеть глазом или измерить в инфракрасном диапазоне? Их можно вычислять по их взаимодействию с тем, что мы можем увидеть. Например, галактики и облака межзвёздного газа имеют определённую форму не просто так, а потому, что их форма обусловлена гравитационным взаимодействием в том числе и с тёмной материей. А скорость разбегания галактик обусловлена тёмной энергией. Именно за такими вещами и станет наблюдать телескоп «Евклид» на пятнадцати тысячах квадратных градусах звёздного неба (полная площадь небесной сферы составляет около 41253 квадратных градусов).

«Евклид» измерит точные местоположения приблизительно двух миллиардов галактик, которые находятся на расстоянии приблизительно 10 миллиардов световых лет от Земли.

Ведущую роль в проектировке и обслуживании «Евклида», а также в интерпретации полученных им результатов будут играть британские учёные. Великобритания планирует производство оптической цифровой камеры для телескопа — одной из самых больших из всех, что предназначены для исследования космоса.

Инструмент будет делать снимки неба, более чем в 100 раз превосходящие по размеру изображения, которые способен получать телескоп «Хаббл». Это минимизирует необходимость «сшивания» и компоновки изображений, что позволит видеть общую картину ясно и четко.

.
Комментарии