欧洲航天局 (ESA) 的欧几里得卫星于 1 年 2023 月 9 日完成了漫长太空之旅的第一部分，当时它从意大利乘船抵达佛罗里达州。它计划于<>月初从卡纳维拉尔角乘坐SpaceX建造的猎鹰<>号火箭升空。

欧几里得旨在让我们更好地了解宇宙的“神秘”组成部分，即暗物质和暗能量。

与我们在地球上经历的正常物质不同，暗物质既不反射也不发光。它将星系结合在一起，被认为占宇宙中所有质量的80%左右。我们已经知道它一个世纪了，但它的真实性质仍然是一个谜。

暗能量同样令人费解。天文学家已经证明，在过去的五十亿年里，宇宙的膨胀速度比预期的要快。许多人认为这种加速是由一种看不见的力量驱动的，这种力量被称为暗能量。这占宇宙能量的70%左右。

欧几里得将使用一套科学仪器绘制这个“黑暗宇宙”，以揭示暗能量和暗物质的不同方面。

黑暗中的一盏明灯

发射后，欧几里得将进行为期一个月的太空之旅，前往一个名为第二个地球 - 太阳拉格朗日点的区域，它离我们比月球远五倍。这是太阳和地球的引力平衡的地方，并为欧几里得观察宇宙提供了一个稳定的有利位置。欧几里得此时将加入詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)，并将成为这个令人惊叹的太空天文台的完美伴侣。

我对Euclid的参与始于2007年，当时我应欧空局的邀请参加了一个独立的概念咨询小组，以评估两个相互竞争的任务提案，称为SPACE和DUNE。

两者都使用不同的技术，因此使用不同的仪器来研究黑暗宇宙，而欧空局正在努力在它们之间做出选择。两者都是引人注目的概念，我们的团队认为两者都有优点，尤其是在它们之间提供重要的交叉检查。因此，欧几里得诞生于这两个概念中最好的一个。

欧几里得旨在研究整个宇宙，因此需要具有宽视野的仪器。成像仪器的视野越宽，它可以观测到的宇宙就越多。为此，与JWST相比，Euclid使用相对较小的望远镜。在尺寸上，与飞机大小的JWST相比，Euclid大约是一辆卡车的大小。但Euclid还携带一些部署在太空中的最大数码相机，其视野是JWST的数百倍。

形状和颜色

Euclid VIS(或可见光)仪器主要在英国制造，旨在测量尽可能多的星系的位置和形状，以寻找由光的引力透镜引起的数据中的微妙相关性，因为它通过中间的暗物质传播到我们身边。这种引力透镜效应很弱，对于大多数星系来说只有十万分之一，因此需要很多星系才能看到高清效果。因此，VIS将在三分之一的夜空中产生类似哈勃望远镜的图像质量。

但是，VIS无法测量对象的颜色。这需要通过红移效应来测量它们的距离，其中来自这些物体的光以与它们与我们的距离相关的方式移动到更长或更红的波长。其中一些数据需要来自现有和计划中的地面天文台，但Euclid还携带NISP(近红外光谱仪和光度计)仪器，该仪器专门设计用于测量红外颜色和光谱，因此红移，对于欧几里得将看到的最遥远的星系。

为了测量暗能量，NISP将利用一种称为重子声学振荡(BAO)的相对较新的技术，该技术可以准确测量宇宙过去10亿年的膨胀历史。这段历史对于测试暗能量的可能模型至关重要，包括对爱因斯蒂安广义相对论的建议修改。

宝库

这样的实验需要一大群科学家，并不是每个人都只研究暗物质和暗能量。像JWST一样，欧几里得将成为许多天文学领域新发现的宝库。欧几里得联盟需要数百人来帮助开发复杂的软件，将空间数据与地面数据合并，并高精度地提取数十亿个星系的形状和颜色。

该软件还使用一些有史以来最大的宇宙模拟进行了检查和验证。到达L2后，Euclid将接受几个月的测试，验证和校准，以确保仪器和望远镜按预期工作。我们都熟悉最近JWST发射后的这种紧张等待。

一旦准备就绪，欧几里得将开始对15，000平方度的天空进行为期五年的调查，来自世界各地的约2，000名科学家将在此过程中收集结果。然而，只有当我们把所有这些数据放在一起并仔细分析时，欧几里得的真正力量才会实现。这可能还需要五年时间，让我们进入下一个十年，然后才能得到最终的黑暗答案。因此，SpaceX的发射感觉就像欧几里得故事的中点。

今年夏天，我将前往佛罗里达观看欧几里得的发布会。我的数百名同事将加入我的行列，他们致力于建造这个惊人的望远镜和实验。看到项目以这种方式走到一起，我自豪地称自己为“欧几里得主义者”。