Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι το τηλεσκόπιο Ευκλείδης θα αποκαλύψει μυστήρια της σκοτεινής ύλης

Επιμέλεια: Στέλιος Βασιλούδης

Το ευρωπαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο θα συλλάβει εικόνες που θα παρέχουν πληροφορίες σχετικά με το τι αποτελείται το σύμπαν.

Σε λίγες μόνο εβδομάδες, ένας αξιόλογος ευρωπαϊκός ανιχνευτής θα εκτοξευθεί στο διάστημα σε μια προσπάθεια να εξερευνήσει τη σκοτεινή πλευρά του σύμπαντος.

Η αποστολή Ευκλείδης του 1 δισ. ευρώ, θα διερευνήσει τα δύο πιο ανεξιχνίαστα συστατικά του σύμπαντος: τη σκοτεινή ενέργεια και τη σκοτεινή ύλη. Το πρώτο είναι το όνομα που δόθηκε σε μια μυστηριώδη δύναμη που αποδείχθηκε – το 1998 – ότι επιταχύνει τη διαστολή του σύμπαντος, ενώ η δεύτερη είναι μια μορφή ύλης που πιστεύεται ότι διαπερνά το σύμπαν, του παρέχει το 80% της μάζας του, και λειτουργεί ως κοσμική συγκολλητική ουσία που συγκρατεί τους γαλαξίες.

Τόσο η σκοτεινή ενέργεια όσο και η σκοτεινή ύλη είναι αόρατες και οι αστρονόμοι μπόρεσαν να συμπεράνουν την ύπαρξή τους μόνο μετρώντας την επιρροή τους στη συμπεριφορά των άστρων και των γαλαξιών.

«Δεν μπορούμε να πούμε ότι κατανοούμε το σύμπαν εάν η φύση αυτών των σκοτεινών συστατικών παραμένει μυστήριο», λέει ο αστροφυσικός καθηγητής Andy Taylor του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου. «Γι’ αυτό η αποστολή Ευκλείδης είναι τόσο σημαντική».

Ο Taylor προσθέτει ότι οι επιστήμονες του Ηνωμένου Βασιλείου έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στο σχεδιασμό και την κατασκευή του τηλεσκοπιου. Για παράδειγμα, ένα από τα δύο κύρια όργανά του, ο απεικονιστής Vis του σκάφους, κατασκευάστηκε κυρίως στο Ηνωμένο Βασίλειο. «Σκεφτήκαμε ποιο θα ήταν το μεγαλύτερο, πιο ουσιαστικά σημαντικό έργο που θα μπορούσαμε να κάνουμε»; λεει ο Taylor. «Η απάντηση ήταν το Ευκλείδης, το οποίο έχει πλέον σχεδιαστεί, κατασκευαστεί και είναι έτοιμο για εκτόξευση».

Το Ευκλείδης προοριζόταν να εκτοξευθεί πέρυσι με ρωσικό πύραυλο Soyuz. Ωστόσο, μετά την έναρξη του πολέμου στην Ουκρανία, η Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία διέκοψε τη συνεργασία της με τη ρωσική διαστημική υπηρεσία Roscosmos, και αντ' αυτής υπέγραψε συμφωνία για τη χρήση ενός πυραύλου Falcon 9 από την εταιρεία SpaceX του Elon Musk.

Προγραμματισμένο για εκτόξευση την 1η Ιουλίου, το Ευκλείδης θα χρειαστεί ένα μήνα για να διασχίσει το ηλιακό σύστημα και να φτάσει  στον προορισμό του, 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά από τη Γη σε μια θέση γνωστή ως το δεύτερο σημείο Lagrange. Εδώ το διαστημικό  σκάφος θα μπορεί να κοιτάζει στο βαθύ διάστημα με τον Ηλιο, τη Γη και τη Σελήνη πίσω του. Το διαστημόπλοιο 2 τόνων θα ξεκινήσει στη συνέχεια την έρευνά του στους ουρανούς.

«Το Ευκλείδης έχει τη διακριτική δύναμη του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, αλλά θα μπορεί να ερευνά το ένα τρίτο του νυχτερινού ουρανού ταυτόχρονα, έτσι θα μας δώσει έναν απίστευτα λεπτομερή χάρτη του Σύμπαντος», λέει ο αστρονόμος Stephen Wilkins, από το Πανεπιστήμιο του Sussex.

Τέτοια ακρίβεια θα είναι κρίσιμη για την αποκάλυψη των μυστικών της σκοτεινής ύλης, η οποία δεν μπορεί να φανεί άμεσα επειδή πιθανότατα αποτελείται από σωματίδια που δεν εκπέμπουν, αντανακλούν ή απορροφούν φως, σύμφωνα με τους επιστήμονες. Για να ξεπεράσει αυτό το πρόβλημα, το Ευκλείδης θα εκμεταλλευτεί ένα φαινόμενο γνωστό ως βαρυτικός εστιασμός.

Αυτό θα περιλαμβάνει τη λήψη εκατομμυρίων εικόνων γαλαξιών. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το φως από αυτά τα μακρινά σώματα θα περάσει μέσα από τη σκοτεινή ύλη στο ταξίδι του προς τη Γη. Όταν συμβεί αυτό, το βαρυτικό του πεδίο θα διαταθεί και θα εκτρέψει το μονοπάτι του φωτός. Αυτός είναι ο βαρυτικός εστιασμός και οι παραμορφωμένες εικόνες που παράγει θα παρέχουν βασικές πληροφορίες για τη φύση της σκοτεινής ύλης που τις πυροδοτεί.

«Ο βαρυτικός εστιασμός που παράγεται από τη σκοτεινή ύλη θα μας πει πολλά για το από τι αποτελείται», λεει η καθηγήτρια Mathilde Jouzac του Πανεπιστημίου Durham. «Μπορεί η σκοτεινή ύλη να αποτελείται από φωτεινά σωματίδια. Αν ναι, θα παράγουν ένα είδος εστιασμου. Από την άλλη πλευρά, εάν η σκοτεινή ύλη αποτελείται από πολύ μεγάλα σωματίδια, αυτό θα παράγει ένα διαφορετικό σύνολο εστιασμού. Αυτές οι πληροφορίες θα βοηθήσουν στη συνέχεια στο να κατευθύνουν την αναζήτηση για σωματίδια σκοτεινής ύλης στη Γη, συμπληρώνει».

Μετά υπάρχει η σκοτεινή ενέργεια. «Θα χρησιμοποιήσουμε το Ευκλείδης για να την μετρήσουμε με διαφορετικό τρόπο», προσθέτει ο Wilkins. «Θα κοιτάξουμε πιο μέσα στο σύμπαν και πιο πίσω στο χρόνο και επίσης θα μελετήσουμε πόσο μεγάλη φαίνεται σε διαφορετικές περιόδους. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε πραγματικά να καταλάβουμε με ποιο τρόπο αλλάζει το μέγεθος του σύμπαντός μας  με την πάροδο του χρόνου και να κατανοήσουμε πότε συμβαίνουν αλλαγές στον ρυθμό διαστολής του».

Το τελικό αποτέλεσμα αυτής της δουλειάς θα είναι η δημιουργία ενός αφηγήματος για τον τρόπο με τον οποίο επεκτάθηκε το σύμπαν τα τελευταία 10 δισεκατομμύρια χρόνια, μια χρονολογία που θα μπορούσε να φωτίσει μυστικά και έτσι να βοηθήσει στην αποκάλυψη της αληθινής φύσης της σκοτεινής ενέργειας.

Με αυτόν τον τρόπο ελπίζεται ότι το Ευκλείδης – που πήρε το όνομά του από τον αρχαίο Έλληνα μαθηματικό που θεωρείται ο πατέρας της γεωμετρίας – θα αποκαλύψει τα μυστικά του σκοτεινού σύμπαντος.

«Ο σκοπός του Ευκλείδη είναι πραγματικά να συλλέξει τα δεδομένα που θα μας επιτρέψουν να αρχίσουμε να διακρινουμε τις πιο πιθανές από τις διαφορετικές ιδέες που έχουμε για το σκοτεινό σύμπαν», καταλήγει ο Taylor. «Ας ελπίσουμε ότι αυτό θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε τι ουσιαστικά συμβαίνει στον κόσμο γύρω μας».

Πηγή: The Guardian