المركبة الفضائية إقليدس ستغير نظرتنا للكون المظلم
مجلة المذنب نت متابعات عالمية:
أكمل القمر الصناعي Euclid التابع لوكالة الفضاء الأوروبية الجزء الأول من رحلته الطويلة إلى الفضاء في 1 مايو 2023 ، عندما وصل إلى فلوريدا على متن قارب من إيطاليا. ومن المقرر أن تنطلق على صاروخ فالكون 9 ، الذي بنته شركة سبيس إكس ، من كيب كانافيرال في أوائل يوليو.
تم تصميم إقليدس لتزويدنا بفهم أفضل للمكونات “الغامضة” لكوننا ، والمعروفة باسم المادة المظلمة والطاقة المظلمة.
على عكس المادة الطبيعية التي نختبرها هنا على الأرض ، فإن المادة المظلمة لا تعكس الضوء ولا تصدره. إنه يربط المجرات معًا ويعتقد أنه يشكل حوالي 80٪ من إجمالي الكتلة في الكون. لقد عرفنا عنها منذ قرن من الزمان ، لكن طبيعتها الحقيقية تظل لغزًا.
الطاقة المظلمة محيرة بالمثل. أظهر علماء الفلك أن تمدد الكون خلال الخمسة مليارات سنة الماضية كان يتسارع بشكل أسرع مما كان متوقعًا. يعتقد الكثيرون أن هذا التسارع مدفوع بقوة غير مرئية ، والتي أطلق عليها اسم الطاقة المظلمة. هذا يشكل حوالي 70٪ من الطاقة في الكون.
سيعمل إقليدس على رسم خريطة لهذا “الكون المظلم” ، باستخدام مجموعة من الأدوات العلمية لإلقاء الضوء على جوانب مختلفة من الطاقة المظلمة والمادة المظلمة.
نور في الظلام
بعد الإطلاق ، سوف يقوم إقليدس برحلة مدتها شهر إلى منطقة في الفضاء تسمى النقطة الثانية من الأرض والشمس لاغرانج ، والتي تبعد عنا خمس مرات عن القمر. إنه المكان الذي يتوازن فيه سحب الجاذبية للشمس والأرض ويوفر نقطة مراقبة ثابتة لإقليدس لمراقبة الكون. سينضم إقليدس إلى تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) في هذه المرحلة وسيكون الرفيق المثالي لهذا المرصد الفضائي المذهل.
بدأت مشاركتي في إقليدس في عام 2007 عندما دُعيت من قبل وكالة الفضاء الأوروبية للمشاركة في فريق استشاري مستقل للمفاهيم لتقييم مقترحين لمهمة متنافسة تسمى SPACE و DUNE.
استخدم كلاهما تقنيات مختلفة ، وبالتالي أدوات مختلفة ، لدراسة الكون المظلم ، وكانت وكالة الفضاء الأوروبية تكافح من أجل الاختيار بينهما. كلاهما كان مفاهيم مقنعة وقرر فريقنا أن كلاهما له ميزة ، خاصة لتوفير فحص حيوي بينهما. وهكذا وُلِد إقليدس من أفضل المفهومين.
تم تصميم Euclid لدراسة الكون كله ، لذلك يحتاج إلى أدوات ذات مجالات رؤية واسعة. كلما اتسع مجال رؤية أداة التصوير ، زادت مساحة الكون التي يمكن أن تراقبها. للقيام بذلك ، يستخدم إقليدس تلسكوبًا صغيرًا نسبيًا مقارنةً بـ JWST. في الحجم ، يبلغ حجم إقليدس تقريبًا حجم الشاحنة مقارنةً بـ JWST بحجم الطائرة. لكن Euclid يحمل أيضًا بعضًا من أكبر الكاميرات الرقمية المنتشرة في الفضاء مع مجالات رؤية أكبر بمئات المرات من كاميرات JWST.
الأشكال والألوان
تم تصميم أداة Euclid VIS (أو المرئية) ، التي بنيت في الغالب في المملكة المتحدة ، لقياس مواضع وأشكال أكبر عدد ممكن من المجرات للبحث عن الارتباطات الدقيقة في هذه البيانات الناتجة عن انعكاس الجاذبية للضوء ، أثناء انتقاله إلى من خلال المادة المظلمة المتداخلة. تأثير العدسة التثاقلي هذا ضعيف ، جزء واحد فقط من مائة ألف لمعظم المجرات ، وبالتالي يتطلب الكثير من المجرات لرؤية التأثير بدقة عالية. وبالتالي فإن VIS ستنتج جودة صورة تشبه تلسكوب هابل على ثلث سماء الليل.
ومع ذلك ، لا يمكن لـ VIS قياس ألوان الكائنات. هذا ضروري لقياس بعدهم من خلال تأثير الانزياح الأحمر ، حيث يتم تحويل الضوء من تلك الأجسام إلى أطوال موجية أطول أو حمراء بطريقة تتعلق ببعدها عنا. ستحتاج بعض هذه البيانات إلى الحصول عليها من المراصد الأرضية الموجودة والمخطط لها ، ولكن إقليدس يحمل أيضًا أداة NISP (مقياس الطيف الضوئي القريب من الأشعة تحت الحمراء ومقياس الضوء) المصمم خصيصًا لقياس ألوان الأشعة تحت الحمراء وأطيافها ، وبالتالي الانزياحات الحمراء ، من أجل المجرات البعيدة التي سيراها إقليدس.
لقياس الطاقة المظلمة ، سوف يستغل NISP تقنية جديدة نسبيًا تسمى Baryon Acoustic Oscillations (BAO) التي توفر قياسًا دقيقًا لتاريخ توسع الكون على مدى آخر 10 مليارات سنة. هذا التاريخ أمر حيوي لاختبار النماذج المحتملة للطاقة المظلمة بما في ذلك التعديلات المقترحة على نظرية النسبية العامة لأينستين.
NASA و ESA و S. Beckwith (STScI) وفريق Hubble Heritage (STScI / AURA) ، CC BY
كنز
تتطلب مثل هذه التجربة جيشًا من العلماء ولا يعمل الجميع فقط على المادة المظلمة والطاقة المظلمة. مثل JWST ، سيكون إقليدس كنزًا من الاكتشافات الجديدة في العديد من مجالات علم الفلك. يحتاج اتحاد إقليدس إلى مئات الأشخاص للمساعدة في تطوير البرامج المعقدة اللازمة لدمج بيانات الفضاء مع البيانات الأرضية ، واستخراج أشكال وألوان بلايين المجرات بدقة عالية.
تم أيضًا فحص هذا البرنامج والتحقق منه باستخدام بعض أكبر عمليات المحاكاة للكون التي تم إنشاؤها على الإطلاق. بعد وصوله إلى L2 ، سيخضع إقليدس لعدة أشهر من الاختبارات والتحقق من الصحة والمعايرة لضمان عمل الأدوات والتلسكوب كما هو متوقع. نحن جميعًا على دراية بمثل هذا الانتظار المتوتر بعد إطلاق JWST الأخير.
بمجرد أن يصبح إقليدس جاهزًا ، سيشرع في مسح مدته خمس سنوات لـ 15000 درجة مربعة من السماء مع حوالي 2000 عالم من جميع أنحاء العالم لجمع النتائج على طول الطريق. ومع ذلك ، فإن القوة الحقيقية لإقليدس لن تتحقق إلا بعد جمع كل هذه البيانات معًا وتحليلها بعناية. قد يستغرق ذلك خمس سنوات أخرى ، ويأخذنا إلى العقد القادم قبل أن نحصل على إجاباتنا القاتمة النهائية. لذلك فإن إطلاق سبيس إكس يبدو وكأنه نقطة منتصف الطريق في قصة إقليدس.
سأسافر إلى فلوريدا هذا الصيف لمشاهدة إطلاق إقليدس. وسينضم إلي مئات من زملائي الذين كرسوا حياتهم المهنية لبناء هذا التلسكوب والتجربة المذهلة. إن رؤية المشروع يجتمع بهذه الطريقة يجعلني فخوراً بأن أطلق على نفسي اسم “إقليدي”.
نشكركم على قراءة المنشور عبر مجلة المذنب نت, المتخصصة في التداول والعملات الرقمية والمشفرة
