欧几里得望远镜,能解开宇宙的两大谜团吗?

作者:小千 更新时间:2024-08-29 点击数:

【千问解读】

  依据欧几里得望远镜观测的海量数据

  可以前所未有地确定过去100亿年中

  宇宙的膨胀和结构演化

  有助于揭开暗能量和暗物质

  这两大宇宙学的谜团

  北京时间7月1日晚23时12分,由欧洲空间局(以下简称欧空局)设计的欧几里得空间望远镜(以下简称欧几里得望远镜)搭乘美国SpaceX公司的猎鹰 9 号火箭,从美国佛罗里达州发射升空。

未来6年,它将勘测超过三分之一的宇宙,为超过10亿个星系做“CT扫描”,并绘制出一张宇宙三维“地图”。

  据欧空局官网介绍,依据欧几里得望远镜观测的海量数据,可以前所未有地确定过去100亿年中宇宙的膨胀和结构演化,并有助于揭开宇宙学的两大奥秘:暗能量和暗物质。

  中国科学院国家天文台研究员巩岩长期研究暗物质和暗能量模型,是中国巡天空间望远镜(CSST)国家天文台科学研究中心常务副主任。

他对《中国新闻周刊》介绍说,暗物质和暗能量,是目前物理学和天文学最前沿的研究领域,也是笼罩在两个学科头顶上的“两朵乌云”。

多个国家都在相关领域攻关,如果将这两大谜团破解了,对人类来说是非常重大的突破。

  太空中的欧几里得空间望远镜(示意图)。

图/欧空局

  人类对95%的宇宙还一无所知

  2009年,欧空局发射“普朗克”探测卫星,耗时3年,精准绘制出宇宙微波背景辐射图,这是宇宙大爆炸时的遗留辐射,被称为宇宙中最古老的光。

2013年,第一幅反映宇宙诞生初期的全景图公开后,科学家确认,它几乎完美地验证了宇宙标准模型。

即在宇宙中,所有可见的普通物质,包括恒星、行星以及我们生活中的一切,只占宇宙总能量的5%,暗物质占27%,暗能量占68%。

  但人们需要解答的问题是,暗物质和暗能量到底是什么。

过去近一个世纪中,许多研究者测量发现,恒星绕星系中心旋转的速度大于预测结果,猜测存在不可见的物质增大了使得恒星旋转的引力,科学家将其称为暗物质。

而暗能量是指驱动宇宙加速膨胀的神秘物质。

暗物质与普通物质不同,看不见、摸不着、听不到。

过去数十年,天文学家和理论物理学家想尽办法,都无法直接探测到暗物质和暗能量的存在,对其性质更一无所知。

  2012年,欧几里得计划被欧空局选中实施,来自13个欧洲国家、美国、日本等国的2000多名科学家参与了这项计划,耗资约10亿欧元研制完成欧几里得探测器。

如今,这一以几何学之父命名的探测器,搭载口径为1.2米的欧几里得望远镜,以及一台可见光波长相机和一台近红外相机,将在宇宙航行一个月,最终悬停在距地球150万公里外的拉格朗日点L2。

欧几里德望远镜将与詹姆斯·韦伯望远镜共享同一位置,共同凝望宇宙深处。

  欧几里得望远镜的发射几经波澜。

2022年,欧几里得望远镜建造完成,原计划搭载俄罗斯火箭,从南美洲发射,但受俄乌战争影响,欧洲和俄罗斯的航天部门合作终止。

2022年底,欧空局找到替代方案,与美国公司SpaceX合作,发射地点转移到美国。

依据欧空局官网公布的目标,欧几里得望远镜将用于研究暗能量是否存在,或探明宇宙明显急速膨胀的原因是什么;如果暗能量存在,它的特点是什么,并根据观察到的宇宙大规模结构,研究大爆炸后的宇宙状况。

  巩岩对《中国新闻周刊》介绍说,欧几里得望远镜并不是直接探测暗物质,严格地说,对暗物质的探测需要探测到暗物质粒子。

暗物质有多种理论假说,其中之一认为,暗物质是重质量粒子。

过去数十年,科学家主要通过三种方式探测暗物质:利用大型对撞机,测试能否撞出暗物质粒子;在地下十几公里建立实验室,保证其他粒子无法穿透,寻找暗物质与其他物质相互作用的痕迹;在地面或太空探测暗物质“湮灭”或衰变后产生的常见粒子。

但迄今为止,人们穷尽了上述所有办法,都没有探测到暗物质粒子的踪影。

  巩岩解释说,欧几里得望远镜的工作原理是,假设暗物质存在,通过对宇宙中海量天体的探测,将得到的数据与相关模型进行对照和验证,来确定或排除相应的暗物质模型。

这实际上是一种理论上的“排除法”。

“如果人们把暗物质的性质探测得足够精确,其他理论都无法解释这个数据,最后只能用暗物质来解释。

”巩岩说。

  欧空局的官方网站介绍,欧几里得望远镜主要通过两种方式实现科学目标。

望远镜将测量15亿个背景星系,创建宇宙暗物质分布的三维视图,宇宙学家将借此推断宇宙历史中的星系结构如何形成,以及星系结构的生长速度。

这与暗物质和暗能量的性质与数量相关。

同时,欧几里得望远镜也将利用重子声学振荡,测量宇宙的膨胀率及其变化。

重子声学振荡可以简单理解为宇宙早期的声音波动,它们在宇宙微波背景辐射留下了痕迹,有助于了解宇宙的演化和结构的形成。

两种方式的测量对象是几乎相同的天体,结果可以交叉检验,减小误差。

  作为第四代巡天望远镜,欧几里得和哈勃望远镜有明显区别。

“哈勃是精测望远镜,能清晰拍摄某一小片天区内的天体,只能探测太空中很小的区域,相当于通过‘针孔’观测。

”巩岩说,想要研究暗物质和暗能量,望远镜要看到更广袤的宇宙。

欧几里得望远镜则是“把针孔拿掉”,在更大的视野中扫描整个宇宙的天体。

  此外,欧几里得望远镜也能“看得更远”。

天体发出的光随着宇宙膨胀被拉伸,会出现“红移现象”。

红移越大,天体离人类的距离越远。

欧几里得同时搭载测量星系形状的可见光相机,以及测星系亮度和距离的近红外光谱仪,能观测到宇宙形成30亿年后的光。

“它探测宇宙的广度和深度,都是目前其他望远镜无法比拟的,观测数据量之大在同类型望远镜中也前所未有。

”巩岩对《中国新闻周刊》说。

  欧几里得望远镜的另一个重要科学目标是,通过对宇宙物质分布结构的分析,测量出中微子的质量。

目前,科学家认为,中微子由电子中微子、缪子中微子、陶子中微子三种不同类型的中微子组合而成,现有地面实验无法确认三者的质量排序。

粒子物理学的标准模型中,中微子理论上质量为零,但地面实验和观测中表明中微子是有质量的。

“对三种中微子质量之和的精确测量,对于了解中微子的质量排序,以及其质量获得的机制有着重要作用。

”巩岩分析说,这对于中微子乃至基本物理的研究都会有极大推动作用。

  无法单独完成观测目标

  在地球上,光在真空中沿直线传播,但在更广阔的宇宙中,情况并非如此。

根据爱因斯坦广义相对论的预测,一个遥远星系发出的光,经过星系或者星系团这类大质量天体,受引力影响,会产生轻微弯曲。

类似于被置于放大镜下,其成像形态和亮度都会发生改变,这被称为引力透镜效应。

科学家认为,背景光源的扭曲不是随机的,它与暗物质的引力场相关,可以从中探测暗物质的密度分布。

  巩岩解释说,理想状态下,发光的星系等光源、光经过的大质量物质、观测者三点一线时,引力透镜效应最强。

但在宇宙中,一般情况下,光源只会发生微弱透镜效应,使观测难度增加,这被称为弱引力透镜效应。

正式开启探测后,欧几里得望远镜将通过弱引力透镜效应来绘制暗物质分布图。

“虽然单个星系的形状和亮度变化很小,但这是一个统计概念,如果把几亿、十几亿的星系的形状和亮度都测一遍,统计效应就出来了。

”巩岩说。

  因此,欧几里得望远镜要观测足够广阔的宇宙,巩岩介绍说,“在设计上,欧几里得望远镜在可见光观测上只用了一个宽波段,有助于更准确地测量星系形状。

”但大型巡天望远镜普遍使用测光红移技术,即用多个波段的测光数据来估算红移。

欧几里得仅用一个可见光宽波段和几个近红外波段,会降低测光红移的准确度,“红移测不准,对弱引力透镜效应的测量也没办法十分准确。

”巩岩说。

  这是欧几里得望远镜未来探测面临的最大挑战之一。

巩岩介绍,如果想圆满完成科学目标,欧几里得望远镜需要其他望远镜的配合。

欧空局官网也提到,这一望远镜需要来自地面望远镜的额外数据,以改进红移测定技术和单个星系的点扩散函数建模。

但巩岩提到,不同望远镜如何协同观测、协同数据处理,对欧几里得望远镜的测量来说将是非常大的挑战。

比如,要面对的挑战包括地面望远镜观测容易受大气扰动等影响,每一次的观测效果不同,仪器参数也不相同等。

  近年来,欧洲、中国、美国等多个国家和地区都在致力于暗物质、暗能量的研究和探测。

美国国家航空航天局(NASA)正在研制南希·格雷斯·罗曼太空望远镜,计划2027年发射。

中国两米口径的巡天空间望远镜(CSST)计划于2024年发射。

这些望远镜和欧几里得有相似的研究方向,用于开展广域巡天观测,在宇宙结构形成和演化、暗物质和暗能量领域开展前沿研究。

  2013年,中国巡天空间望远镜计划立项,中国科学院国家天文台研究员詹虎参与了CSST的研制工作,他对媒体表示,CSST拟于2023年底前交付,计划在2024年发射。

据报道,CSST太空飞行器的大小相当于一辆大客车,立起来有3层楼高。

“巡天观测”是CSST的主要使命,它将会覆盖整个天空面积的40%,积累获得近20亿星系的高质量数据。

  NASA研制的南希·格雷斯·罗曼太空望远镜的众多科学目标中,也同样包含研究宇宙尺度和暗能量,此外,它还将寻找宇宙超新星事件等。

但它与中国和欧洲的天文望远镜又有所不同。

欧空局官方介绍,罗曼和欧几里得望远镜的使命是“互补的”,欧几里得的测量视野更广,而罗曼只是勘测较小的区域,但会以更高分辨率和更大波长覆盖范围探测,两者的重叠结果可用于互相检查系统误差。

  这类巡天望远镜最终能否揭开暗物质和暗能量的面纱?英国兰卡斯特大学天体物理学教授、欧几里得科学家伊莎贝尔·胡克在接受采访时提到,欧几里得将在几个月后发回它对宇宙的“初印象”照片,但科学家还要等待数年时间,才能拿到海量的数据,宣布一些新成果。

  发于2023.7.10总第1099期《中国新闻周刊》杂志

  杂志标题:欧几里得望远镜能解开暗物质之谜吗?

  记者:杨智杰

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浪子燕青擂台英雄救美为什么未抱得美人归?

打擂,英雄救美,最终美人庞秋霞却死在自家人的手中,不仅没有抱得美人归,而且成了敌人。

真的不可思议,到底是为什么? 首先,燕青就是浪子。

是,出自贵族人家,本也是一员虎将,帅气十足的美貌将军与美丽的女将成夫妻,可谓是男才女貌,天生一对。

而燕青,是《传》中的经典人物,是少有的帅哥之一。

燕青本是的心腹亲随,他不仅相扑功夫了得,就在相扑中屡次败在他手里。

而且会吹箫唱曲,又射一手好箭,有之功。

燕青能博得名妓的钟爱,与李师师结为姐弟,最后在平方腊后,与美女李师师归隐江湖,凭的是他的美貌和吹箫的魅力。

施耐庵对燕青这个人物显然十分钟爱,出场就以沁园春一首介绍燕青:唇若涂朱,晴如点漆,面似堆琼。

有出人英武,凌云志气,姿禀聪明。

仪表天然磊落,梁山上端的夸能。

益州古调,唱出绕梁声,果然是艺苑专精,风月丛中第一名。

听鼓板暄云,笙声嘹亮,畅叙幽情。

棍棒参差,楦拳飞脚,四百军州到处静。

人都羡英雄领袖,浪子燕青。

燕青在《水浒传》中被称为 浪子燕青 。

龚圣与赞词对他的评价是: 平康巷陌,岂知汝名?太行春色,有。

说的就是浪子燕青是一个生活随便,,流荡青楼,以狎邪为乐的人。

因为《》的记载中就可以看出,的浪子,就是指那些,风流倜傥,浪迹青楼妓馆的公子哥儿。

《水浒传》中把燕青写成了卢俊义的随从和心腹,一方面显示其浪子的本色,另一方面给了他的忠心和侠义。

就这样,帅气十足的浪子燕青跟着主人卢俊义上了梁山,梁山108好汉很重江湖义气,情义深重。

却违背了江湖规矩,为了青史留名,为了给兄弟们寻个好出路,他接受了招安,奉旨去征方腊。

历史中的方腊是北宋末年农民起义的领袖,相传其性情豪爽,深得人心,加上组织能力强,出身贫苦人家,所以能在歙县七贤村起义,建立了包括江苏、浙江、安徽、江西的六州52县在内的农民政权,影响很大。

宋江领导梁山英雄,历史上是 ,其实也是一支农民起义的队伍。

宋江带领梁山英雄征方腊,自己人打自己人,打自己的阶级兄弟,真的是。

方腊的实力不可小视,我总觉得方腊要比宋江厉害得多,方腊的厉害在于他有野心,方腊鲜明的政治主张和革命行动,深受贫苦百姓的拥护,方腊部下也有不少能征善战的猛将,仅仅 八大 就很难对付。

而庞秋霞兄妹,也是方腊手下的大将,庞秋霞虽然本领不怎么的所以《水浒传》中写的比较少,但她是跟定了方腊的,她接受了方腊的政治主张,跟着方腊领导农民起义。

因此,庞秋霞被燕青的梁山兄弟所杀,错在哪里呢?梁山好汉没有错,庞秋霞也没有错,燕青更没错。

错就错在宋江接受招安,成了朝廷的走狗,而方腊的农民起义军势必与朝廷势不两立,宋江征方腊造成浪子燕青与庞秋霞有缘无分。

这就是燕青打擂无法抱得美人归的主要原因,大致是浪子燕青本身是浪子,在乎忠义和江湖侠义而不在乎感情。

而宋江接受朝廷招安去征方腊,直接导致浪子燕青与庞秋霞从战友到敌人,在两种背道而驰的政治路线上,燕青和李逵眼睁睁地看着心仪的美人庞秋霞被活活砍死。

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弘历身世疑云:生父可能不是雍正生母身份成谜

关于的身世之谜,有多种说法。

一是说,有一次,去狩猎,喝了鹿血之后,临幸了一位宫女。

后来,这位宫女怀上了雍正的孩子,生下后,抱给了熹妃收养,而这名孩子就是弘历。

图片来源于网络 另外一说法是,雍正将所生的孩子和陈世倌夫人所生的孩子进行了调换。

原因在于,钮祜禄氏生了一名女孩,钮祜禄氏生产当天,陈世倌的夫人恰好也临盆。

雍正借由福音想看孩子的名义,让下属将陈世倌的孩子抱来。

还回后,陈世倌夫妇发现,男孩变成了女孩,因为雍亲王的势力很强大,俩人只好默不作声,将女孩抚养长大。

男孩长大后,十分聪明,五岁就能熟读诗书,深得雍正的喜爱,后来,雍正带弘历前往向请安,康熙看见弘历十分聪明,便把他接入宫中,教他读书。

去世后,弘历成为了皇帝。

一次,乳母说漏了嘴,弘历在无意中知道了自己的身世,前后六次下江南,原因就在于去海宁见亲生父母。

虽然很多人认为这个版本的可信度较高,但是,根据考察和推究,这只是传说,为不实的说法,去江南一带一是监测水利基础设施建设;第二个方面原因是江南一带都是些富豪人士,乾隆想利用他们巩固的政权统治,并且清除残余。

弘历的母亲是钮祜禄氏。

去世后,雍正即位,册封钮祜禄氏为熹妃,八年后,册封为熹贵妃,雍正对她很是宠爱。

雍正皇帝去世后,弘历即位,将母亲熹贵妃尊称为皇,非常敬重和孝敬她。

弘历的父亲 弘历的父亲是雍正皇帝。

雍正是康熙皇帝的第四个儿子,因为母亲出身贫微,没有抚养雍正的资格。

在雍正满月后,康熙交由佟贵妃抚养。

雍正长大后,跟随父亲四处巡查。

图片来源于网络 康熙一心想立为太子,在当太子期间,胤礽表现不好,康熙剥夺了他的太子之位。

随后,康熙决定复立胤礽为太子,雍正为雍亲王。

康熙对胤礽太子之位进行了两立两废,这一行为引起了其他皇子对太子之位的争夺。

此时雍正沉着、冷静,并和其他兄弟都能维持很好的关系。

加上,常年学习道家思想,很多事情不予计较,在康熙看来,胤禛具备大将之范。

康熙晚年后,立胤禛为太子。

康熙去世后,雍正继位,成为大清王朝第五位皇帝。

雍正即位后,为了维护和巩固政权,雍正,将其它兄弟进行了打击,重用十三阿哥。

雍正从康熙皇帝立储问题上得到了经验教训,他开创了密建储位法。

意思就是说,皇帝在立储君之选时,将继承人的名字写好,放入“正大光明”牌匾之后,现任皇帝去世后,相关大臣便可拿出来宣读继承人。

除此之外,为了保险起见,他还将立储密旨放入内府,这样做方便核对。

雍正的这个方法在很大程度上避免了兄弟手足相残的悲剧,同时为立储一事树立了新的制度规范。

雍正在位期间,在经济、军事、文化等方面出台了强有力的措施,为奠定了坚实的基础。

弘历的生母是谁 关于弘历生母之谜,民间流传多个版本。

但是根据实际考察和推敲,弘历的生母是,钮祜禄氏。

钮祜禄氏为四品典仪官的女儿,因为父亲爵位不高,钮祜禄氏嫁给胤禛时,号为格格。

图片来源于网络 康熙皇帝去世后,雍正即位,册封钮祜禄氏为熹妃,八年后,册封为熹贵妃。

康熙年间,雍正感染上瘟疫,病情十分严重,钮祜禄氏为照正,在床前悉心照料。

经过这件事后,雍正感动之余,对钮祜禄氏越发喜爱。

在钮祜禄氏20岁时,在雍和宫产下弘历。

弘历十岁时,雍正带他去康熙帝处侍奉康熙,当时康熙帝在设立了宴会,康熙帝看着弘历聪明伶俐,对弘历很是疼爱,认为弘历是位值得培养的栋梁,便将弘历从雍和宫接到皇宫去读书,亲自辅导弘历的课业,康熙帝说,弘历长大之后必是有福之人,并夸赞弘历母亲钮祜禄氏将来必享大福,雍正听后自然很是开心,之后愈发宠爱钮祜禄氏。

雍正即位后,钮祜禄氏先后被册封为熹妃和熹贵妃,地位只在皇后之下。

雍正皇帝去世后,弘历即位,成为大清王朝第六位皇帝。

将母亲熹贵妃尊称为皇太后,非常敬重她,只要皇太后有任何要求,弘历总是竭尽全能地满足她,除此之外,乾隆在位期间,去地方考察民情,期间都让母亲一同前往,在皇太后生辰之时,必定要大兴举办。

皇太后八十岁时,为了庆祝她的生辰,乾隆皇帝穿着鲜艳亮丽的衣服为母亲庆祝,并让子孙都来个皇太后请安。

皇太后在世时,享尽了荣华富贵,并体会到了五世同堂的天伦之乐。

而孝圣宪皇后也被后人称为是最享福的皇后,终年八十六岁。

弘历怎么当上皇帝的 爱新觉罗·弘历即乾隆帝,清朝的第六位皇帝,入关后的第四位皇帝。

雍正十三年,乾隆帝继位。

史载,乾隆帝是雍正钦定的皇帝,这也源于数十年前的“九子夺嫡”。

图片来源于网络 乾隆的爷爷康熙帝是清朝时期非常开明的皇帝,在位时间六十一年。

但康熙统治后期,在选子立嫡这件事情上一直优柔寡断。

康熙有二十多个儿子,优秀者更是数不胜数。

有能力的阿哥便联合朝堂的上大臣形成了几大党群。

其中大爷党、太子党、三爷党、四爷党、八爷党声势浩大,有9个皇子参与其中,分别是:大阿哥爱新觉罗·胤禔、二阿哥胤礽、三阿哥胤祉、四阿哥胤禛、八阿哥、九阿哥、十阿哥胤䄉、十三阿哥、十四阿哥胤禵。

虽然在这场“夺嫡之战”中雍正帝获得了胜利,但雍正帝深知其中的苦楚,兄弟之间互相算计、互相陷害是雍正帝不想再看到的。

雍正元年八月,雍正帝密建皇储。

在自己的几个儿子中,爱新觉罗·弘历从小被康熙皇帝召进宫中培育,能力超群,才华横溢,深得雍正的喜爱。

因此,雍正将写有弘历名字的诏书放于乾清宫“正大光明”匾额之后,雍正帝驾崩后,乾隆帝顺利继位。

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欧几里得望远镜,能解开宇宙的两大谜团吗?

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