欧几里得：勘测整个宇宙以了解暗物质和暗能量的太空望远镜

这项任务原本计划使用俄罗斯的联盟号火箭从欧洲法属圭亚那的太空港发射，但在俄罗斯入侵乌克兰之后，欧空局和俄罗斯之间的合作被停止了。因此，取而代之的是该望远镜从佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地发射，于美国东部时间7月1日星期六上午12点11分升空。

该望远镜将前往一个名为L2的轨道，即第二个拉格朗日点，这与詹姆斯-韦伯太空望远镜和其他太空望远镜使用的轨道相同。这一轨道具有高度的稳定性，对于像"欧几里德"这样旨在收集极其详细的宇宙观测数据的任务来说尤为重要。

如果行程顺利，欧几里德应该在四周内到达L2，然后进行两个月的准备工作，然后在10月初左右开始科学观测。

在被封装在SpaceX猎鹰9号整流罩中后，2023年6月29日，欧几里德号被运往美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角航天发射场（SLC-40） 图/欧空局

欧几里德号将对宇宙进行广泛和深入的调查，将图像拼接在一起，创建一个宇宙地图，以帮助了解两个神秘的概念：暗物质和暗能量，前者约占存在的一切的27%，后者约占宇宙的68%。我们可以观察到的每一个原子、分子和物质都构成了剩下的5%的微小物质，被称为普通物质或重子物质。

该望远镜正前往詹姆斯-韦伯太空望远镜所使用的相同轨道。我们知道，暗物质和暗能量必须存在，因为星系的运动和宇宙的扩张方式。然而，它们是非常难以研究的，因为暗物质不与光互动，而暗能量是一种未知的能量形式。所以要找到它们的证据，我们需要在一个非常大的范围内寻找。

欧空局欧几里德项目经理朱塞佩-拉卡在一次新闻发布会上解释说："如果你想研究宇宙学并观察整个宇宙，你需要进行一次大调查，而欧几里德是专门为此设计的，它的望远镜角度非常广，可以在很短的时间内覆盖大部分可以观察到的宇宙。"

携带欧空局欧几里德任务的SpaceX猎鹰9号火箭

欧几里德望远镜将在其六年的任务中观测36%的天空，为了观测这么大的区域，望远镜需要有一个非常宽的视野。这是指通过望远镜可以观察到的天空面积，欧几里德的视野相当于是月球大小的2.5倍。

与之相比，比如说哈勃太空望远镜，它的视场只有月球的1/12大小。哈勃可以对星系或星云等物体进行非常详细的成像，但是哈勃需要花费大约1000年的时间来勘察与欧几里德相当的天空区域。

我们知道，暗物质和暗能量必须存在，因为星系的运动和宇宙的扩张方式。如果你想知道为什么"欧几里德"只勘测三分之一以上的天空，那是因为在天空的其他区域不可能看到遥远的星系，因为这些遥远的物体被我们银河系内较近的恒星和尘埃所阻挡。

欧几里德将有两台仪器：可见光仪器或VIS，在可见光波长下工作；近红外光谱仪和光度计或NISP，在近红外下工作。覆盖这两个波长使研究人员能够看到被红移的星系，这意味着由于它们正在远离我们，来自它们的光线被移向光谱的红端。

通过结合这两台仪器的观测结果，欧几里得的观测结果可以被用来创建一个显示宇宙中可见物质分布的三维地图。但是暗物质是不可见的--这就是为什么它如此难以研究。它不能被直接观察到，但可以通过观察我们能看到的物质的分布来推断它的存在。

欧空局"欧几里德"任务的直径为1.2米的主镜，用于揭开黑暗宇宙的面纱，在组装、整合和测试期间可以看到

欧几里德项目科学家René Laureijs解释说："暗能量和暗物质通过它们对可见宇宙中物体外观的非常微妙的变化来显示自己。"

欧几里德项目使用的研究暗能量和暗物质的两种主要方法是弱透镜和星系聚类。使用两种方法来研究同一事物，使研究人员能够相互检查他们的结果，希望能得出更准确的结论。

引力透镜是一种效应，在这种效应中，像星系或星系团这样的非常大的物体的引力使时空扭曲，就像一个放大镜，改变来自前景物体后面的遥远物体的光线。

这张图片说明了欧几里德的测量结果如何被用来推断暗物质在整个宇宙中的分布方式。

通过观察这种透镜效应有多强，科学家可以计算出前景物体的质量--他们可以将这个计算出来的质量与前景星系中可见物质的质量进行比较。如果计算出的质量和观察到的质量之间有很大的差异，这就表明前景中存在大量的暗物质。

另一个效应 - 星系集群，指的是星系在宇宙中的三维分布情况。随着宇宙的扩张，星系正在远离我们，导致红移。科学家可以利用一种叫做重子声学振荡的现象，将星系的实际距离与它的红移进行比较，这可以显示宇宙膨胀的速度--这与暗能量直接相关。

结合起来，这些方法应该能帮助宇宙学家比以往更多地了解暗物质和暗能量。为了收集这些数据，欧几里德号将在其任务期间从120亿个物体中拍摄大约100万张图像。这应该使我们离能够探测和研究这些难以捉摸的现象，以及了解我们周围宇宙的构成更近一步。

"它不仅仅是一个空间望远镜，"Laureijs说，"它实际上是一个暗能量探测器。"