在弗拉姆馬里恩木雕的原始印刷品（1888年）中，一位旅行者將他的得望的本頭放在天空的邊緣下。（圖片來源：uux.cn/1888年Flammarion木刻版畫）
（神秘的遠鏡珠海高端美女上門外圍上門外圍女（微信199-7144-9724）提供全球及一二線城市兼職美女上門外圍上門外圍女地球uux.cn）據美國太空網（Henk Hoekstra）：這篇文章最初發表在The Conversation上。該出版物將這篇文章貢獻給了Space網站的位科物質專家之聲：Op-Ed&Insights。
Henk Hoekstra是告訴萊頓大學觀測宇宙學教授。
2023年7月1日，解暗歐洲獨特的和暗太空望遠鏡歐幾里得從卡納維拉爾角發射升空。這次發射無疑是歐里我天文學家職業生涯中的亮點，但目睹多年來在火箭上工作的得望的本結果并不適合膽小的人。在一次完美的遠鏡發射后，歐幾里得迅速抵達其計劃軌道，位科物質距離地球約150萬公里。告訴從這個遙遠的解暗有利位置，它已經開始發回清晰的和暗圖像，到本世紀末，歐里這些圖像將覆蓋近三分之一的天空。
歐幾里得是我們探索宇宙的下一大步。在過去的一個世紀里，我們取得了巨大的進步。我們已經了解到，氫與氦的融合為像太陽這樣的恒星提供了動力，而我們身體中的大多數原子都是在爆炸后的恒星核心中鍛造而成的。我們發現，珠海高端美女上門外圍上門外圍女（微信199-7144-9724）提供全球及一二線城市兼職美女上門外圍上門外圍女銀河系是眾多星系中的一個，它們追蹤著滲透在宇宙中的巨大泡沫狀結構。
我們現在知道，宇宙始于大約136億年前的“大爆炸”，并一直在膨脹。
探索宇宙的黑匣子
這些都是重大成就，但隨著我們了解到更多，也清楚地表明，還有很多我們不了解的地方。例如，大多數質量被認為是“暗物質”，這是一種新的物質形式，在其他方面非常成功的粒子物理標準模型無法解釋。所有這些物質的引力應該會減緩宇宙的膨脹，但大約25年前，我們發現它實際上正在加速。這需要一個更加神秘的組件。為了反映我們的無知——到目前為止，還沒有好的物理解釋存在——我們將其稱為“暗能量”。暗物質和暗能量加起來占宇宙的95%，但我們不了解它們的性質。
我們所知道的是，這兩種暗成分都會影響大型結構的形成。暗物質的引力有助于將物質拉到星系甚至更大的物體中。相反，暗能量將事物推開，從而有效地抵消了引力。兩者之間的平衡隨著宇宙的膨脹而演變，暗能量變得越來越占主導地位。細節取決于暗成分的性質，與觀測結果的比較使我們能夠區分不同的理論。這就是歐幾里得誕生的主要原因。它將繪制出物質是如何分布的，以及隨著時間的推移是如何演變的。這些測量可以提供急需的指導，從而更好地了解宇宙的黑暗面。
但是，如果大部分物質是看不見的暗物質，我們如何研究物質的分布？幸運的是，大自然提供了一條方便的前進道路：愛因斯坦的廣義相對論告訴我們，物質會彎曲周圍的空間。暗物質團通過扭曲更遠星系的形狀來揭示它們的存在，就像游泳池表面的波浪扭曲了底部瓷磚的圖案一樣。

圖1：英仙座星系團的歐幾里得圖像。大的黃色星系是這個大質量物質團的一部分，但我們可以分辨出另外50000個遙遠的星系。（圖片來源：uux.cn歐空局/歐幾里得聯盟/美國國家航空航天局，圖像處理由J.-C.Cuillandre（CEA Paris Saclay）、G.Anselmi、Fourni par l’auteur完成）

圖1：如果我們放大（右），我們可以看到每個星系都有驚人的細節。得益于大視場，我們第一次可以以如此高的質量觀察到如此大的結構。（圖片來源：uux.cn歐空局/歐幾里得聯盟/美國國家航空航天局，圖像處理由J.-C.Cuillandre（CEA Paris Saclay）、G.Anselmi、Fourni par l’auteur完成）
引力透鏡及其線索
考慮到與常規光學透鏡的相似性——物理原理不同，但數學原理相同——物質對光線的彎曲被稱為引力透鏡。在極少數情況下，彎曲如此強烈，以至于可以觀察到同一星系的多張圖像。然而，大多數時候，這種影響更為微妙，只是稍微改變了遙遠星系的形狀。盡管如此，如果我們對大量星系的測量結果進行平均，我們就可以發現它們的取向模式，這些模式是由規則和暗物質的介入分布所印記的。
這種“弱透鏡”信號可能沒有那么壯觀，但它確實為我們提供了一種繪制宇宙中物質分布圖的直接方法，尤其是當與測量形狀的星系的距離相結合時。這項技術的潛力在90年代初得到了認可，但也很明顯，測量將具有挑戰性。大氣中的湍流模糊了我們對想要使用的微弱、微小、遙遠星系的看法，而望遠鏡光學系統的缺陷不可避免地會改變觀測到的星系形狀。因此，天文學界對其技術可行性持懷疑態度。這就是我1995年開始攻讀博士學位時的情況，當時我開始了一段證明他們錯了的旅程。

如果物質在視線附近的前景中（右），強透鏡作用（左）以及弱引力透鏡作用如何扭曲星系場（中心）的觀測形狀的說明：背景星系和我們之間的物質存在會導致其形狀和方向的相干失真。如果對天空的很大一部分進行測量，這種失真測量會攜帶有關物質在宇宙時間內分布的寶貴信息。（圖片來源：uux.cn歐空局/歐幾里得聯盟/美國國家航空航天局，圖像處理由J.-C.Cuillandre（CEA Paris Saclay）、G.Anselmi完成）
多年來，我們使用地面望遠鏡收集的越來越大的數據集，發現并解決了新的問題。根據1990年發射的哈勃太空望遠鏡的觀測結果，我的論文工作已經表明，在太空中部分測量形狀要容易得多。然而，在歐幾里得出現之前，太空望遠鏡只能觀測到微小的天空：2021年發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）看到的距離相當于一臂之遙的一粒沙子。然而，要真正測試暗能量的性質，我們需要覆蓋600萬倍以上的區域。這就是歐幾里得望遠鏡的誕生，它是一種獨特的望遠鏡，旨在為15億個星系提供清晰的圖像，以及與這些星系的距離信息。如圖2所示，在一張照片中，我們觀察到的區域比滿月還大。
這些數據得到了大約2500萬個星系的精確距離的補充，可以非常詳細地繪制出遙遠星系的分布圖。
歐幾里得宇宙學協調員
當我開始進入這一研究領域時，暗能量還沒有被發現，而很少有人相信弱透鏡會是研究物質分布的主要工具。事情發生了怎樣的變化。歐幾里得的推出可以說是最壯觀的證明。自2011年以來，歐洲航天局（ESA）仍在考慮將該項目作為其宇宙愿景計劃的一部分，我一直是歐幾里得的宇宙學協調員之一。這意味著我負責確定這次任務的主要特征，特別是與弱引力透鏡有關的特征。這包括指定圖像應該有多清晰，以及我們需要多好地測量星系的形狀。這項工作還涉及與歐洲航天局（ESA）的頻繁互動，以澄清科學目標并找出如何處理新的見解。

圖2：這張照片顯示了歐幾里得相對于滿月大小的視野。一次曝光大約是哈勃太空望遠鏡的100倍，而其清晰度幾乎相同。（圖片來源：uux.cn歐空局/歐幾里得聯盟/美國國家航空航天局，圖像處理由J.-C.Cuillandre（CEA Paris Saclay）、G.Anselmi、Fourni par l’auteur完成）
由于一個龐大的工程師和科學家團隊的辛勤工作，我們成功地克服了許多技術障礙。我們在疫情期間繼續合作，但由于俄羅斯入侵烏克蘭，我們失去了原定的火箭——歐幾里得計劃用聯盟號火箭發射。值得注意的是，歐空局很快找到了一個解決方案：太空探索技術公司在獵鷹9號上發射。因此，我發現自己在佛羅里達州見證了迄今為止我所有研究的高潮。
歐幾里得障礙課程
從那以后，這就像坐過山車一樣。由于陽光滲入相機，7月份拍攝的第一張照片的噪音比預期的要大。這將是一個嚴重的問題，但最有可能的罪魁禍首——一個突出的推進器，將陽光反射到遮陽板的背面——很快就被確定了，解決方案也是如此。通過稍微旋轉航天器，推進器可以被放置在衛星的陰影下。然而，這意味著對調查計劃進行徹底改革。
問題還不止于此。來自太陽的輻射不斷地推動歐幾里得旋轉，這是通過保持望遠鏡完全穩定的推進器來補償的。只有這樣，我們才能拍出我們需要的清晰的照片。然而，來自太陽的高能粒子干擾了穩定系統，導致望遠鏡有點搖晃。這是通過軟件更新解決的。最近，望遠鏡內部結冰引起了人們的擔憂，但這個問題也得到了成功解決。

圖3：IC342的歐幾里得圖像，一個靠近銀河系平面的螺旋星系。歐幾里得在近紅外波段的靈敏觀測揭示了這個星系的許多細節。（圖片來源：uux.cn歐空局，Fourni par l’auteur）
為了讓世界了解它的潛力，11月發布了一些上鏡物體的“早期釋放觀測”。最接近我研究的是英仙座星系團（圖1）。除了大的黃色星系，它們是這個大質量物質團的一部分，歐幾里得還提供了另外50000個星系的詳細圖像。這種程度的細節正是我研究所需要的，但到目前為止，我只有25000張這樣的圖像中的800張！這已經開始：2024年2月15日，歐幾里得開始了它的主要調查，在接下來的2200天里，它將繼續拍攝天空。這些龐大的數據將成為天文學家乃至全世界未來幾年的寶庫。例如，我們可以詳細研究附近數百個星系的結構，如IC342（圖3）。這些圖片只是未來的一個預告片。
本文是the Conversation與歐盟研究與創新雜志《地平線》合作的成果。12月，作者發表了對該雜志的采訪。