13
Επιστήμη & Έρευνα

Ο Ευκλείδης ξεκινά την έρευνα της σκοτεινής ύλης

Ο Ευκλείδης ξεκινά την έρευνα της σκοτεινής ύλης
Το διαστημικό τηλεσκόπιο Ευκλείδης τοποθετήθηκε στην ίδια τροχιά του JWST για να ξεκινήσει την αναζήτησή του μέσα από δισεκατομμύρια γαλαξίες για τη σκοτεινή ύλη και την ενέργεια σε μια προσπάθεια να αποκρυπτογραφηθεί το Σύμπαν.

Το σύμπαν είναι ένα τεράστιο μυστήριο. Μπορεί να έχουμε, ως ανθρωπότητα, τεράστιες δυνατότητες παρατήρησης και καταγραφής, όμως το σύμπαν φαίνεται να γίνεται συνεχώς πιο μυστήριο, όσο περισσότερο το παρατηρούμε. Αυτή τη στιγμή, οι γνώσεις μας λένε πως το σύμπαν που βλέπουμε, οι γαλαξίες, τα αστέρια, οι πλανήτες, τα νεφελώματα, όλα όσα είναι ορατά από τα τηλεσκόπιά μας, δεν είναι παρά το 5% του συνόλου. Το υπόλοιπο 95% είναι σκοτεινή ύλη (27%) και σκοτεινή ενέργεια (68%). Το βασικό πρόβλημα των επιστημόνων είναι το ότι βλέπουμε τα αποτελέσματα της επίδρασης και των δύο, αλλά ακόμη δε μπορούμε να εντοπίσουμε ούτε το ένα, ούτε το άλλο.

Η Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία (ESA), όμως, σχεδίασε και κατασκεύασε ένα νέο διαστημικό τηλεσκόπιο ακριβώς για αυτό! Το νέο τηλεσκόπιο ονομάζεται “Ευκλείδης” και εκτοξεύτηκε την 1η Ιουλίου από το διάσημο Cape Canaveral πάνω σε έναν από τους εντυπωσιακούς πυραύλους Falcon 9 της SpaceX. Από εκείνη τη στιγμή και για 30 ημέρες, το τηλεσκόπιο βρισκόταν καθ’ οδόν προς το πολύ δημοφιλές εσχάτως σημείο Lagrange 2 (L2) στο σύστημα Γης-Ηλίου. Να θυμίσουμε πως γύρω από το L2 περιστρέφεται από πέρυσι και το άλλο νέο διαστημικό τηλεσκόπιο, το James Webb, αλλά και το Gaia της ESA. Προφανώς υπάρχει αρκετός χώρος εκεί για τα ανθρώπινα κατασκευάσματα, χωρίς πρόβλημα.

Ο Ευκλείδης λοιπόν, έχει ως στόχο την καταγραφή ενός μεγάλου μέρους του ουρανού με σκοπό τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης. Για τα επόμενα (τουλάχιστον) έξι χρόνια, θα καταγράφει περίπου το 1/3 του ουρανού με μεγάλη ακρίβεια, στο ορατό τμήμα του φωτός αλλά και στο υπέρυθρο. Στο εσωτερικό του Ευκλείδη βρίσκονται δύο όργανα, μια κάμερα για το ορατό φως (VIS) και ένα φωτόμετρο και φασματόμετρο για το (εγγύς) υπέρυθρο (NISP). Το φως συλλέγεται από το κεντρικό κάτοπτρο του τηλεσκοπίου, το οποίο έχει διάμετρο 1,2 μέτρα, και η διακριτική του ικανότητα του επιτρέπει να καταγράφει τα μεγέθη και τα σχήματα δισεκατομμυρίων γαλαξιών σε αποστάσεις έως και 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά από εμάς!

Προφανώς, μιας και το φως κινείται με σταθερή ταχύτητα – η οποία είναι σχετικά αργή για τέτοιες αποστάσεις – κάθε εικόνα του Ευκλείδη θα είναι και ταξίδι πίσω στον χρόνο! Καθώς το φως είναι η μεγαλύτερη δυνατή ταχύτητα στο σύμπαν, κοιτάζοντας ένα ουράνιο σώμα σε απόσταση π.χ. 10 ετών φωτός, αυτόματα κοιτάμε την εικόνα που αυτό το ουράνιο σώμα είχε 10 έτη πριν, καθώς το φως χρειάστηκε 10 χρόνια για να διανύσει την απόσταση! Για μέτρο σύγκρισης, το φως χρειάζεται περίπου 1,3 δευτερόλεπτα για να διανύσει την απόσταση Γης–Σελήνης, στο κοντινότερο σημείο η απόσταση Γης–Άρη απαιτεί 182 δευτερόλεπτα για το φως, ενώ το φως του Ήλιου χρειάζεται κατά μέσο όρο 499 δευτερόλεπτα (περίπου 8 λεπτά) για να φτάσει στη Γη!

Οι επιστήμονες έχουν αναγνωρίσει εδώ και πολλά χρόνια το ότι το ορατό σύμπαν που παρατηρούμε αντιστοιχεί μόλις στο 5% του συνόλου. Επομένως, αν θέλουμε να αποκτήσουμε μια σωστή εικόνα της δομής του σύμπαντος, αλλά και των νόμων που το διέπουν, θα πρέπει να ασχοληθούμε και να καταγράψουμε το υπόλοιπο 95%. Ο Ευκλείδης είναι ένα από τα πρώτα τηλεσκόπια που έχουν σχεδιαστεί για να κάνουν ακριβώς αυτό: να καταγράψουν το ορατό σύμπαν με τέτοιο τρόπο ώστε να γίνεται φανερή (και μετρήσιμη) η επίδραση του αόρατου μέρους. Παρατηρώντας μακρινούς γαλαξίες και ουράνια σώματα, ο Ευκλείδης θα χρησιμοποιήσει τις σχεδόν ανεπαίσθητες παραμορφώσεις που προκαλούνται από τη σκοτεινή και την κανονική ύλη που βρίσκεται πιο κοντά, για να υπολογίσει την κατανομή μάζας. Με αυτό τον τρόπο, οι επιστήμονες θα μπορέσουν να αποκτήσουν πιο ξεκάθαρη εικόνα της κατανομής της μάζας στον ενδιάμεσο χώρο, καθώς και αν αυτή η μάζα αντιστοιχεί σε ορατή ύλη ή σε σκοτεινή.

Η κατανομή της σκοτεινής ύλης σε σχέση με την κανονική, καθώς και η επίδραση της σκοτεινής ενέργειας (η οποία έχει απωθητική δράση), θα είναι πολύτιμη στην αποκρυπτογράφηση αυτών των δύο μυστηριωδών οντοτήτων, ενώ ίσως μας δώσει και απαντήσεις στα πιο θεμελιώδη ερωτήματα για το σύμπαν!