Телескоп Евклид займется визуализацией темной материи

Научный координатор Евклида (Euclid) Хенк Хукстра объясняет, как это будет работать.

Почему предполагается, что темная материя существует, если мы никогда ее не видели и даже не измеряли? Мы вращаемся вокруг центра галактики со скоростью 220 километров в секунду. Большая скорость, которую мы не замечаем. Тем не менее, происходит что-то странное. Исходя из числа звезд в Млечном Пути, звезды на краю галактики должны вращаться с гораздо меньшей скоростью, но движутся так же быстро, как и Солнце. И все же эти звезды улетают во Вселенную. Что-то держит их вместе.

Может быть только одно объяснение: есть материя, которую мы не можем видеть, но которая создает дополнительное притяжение. Другими словами, темная материя. Все указывает на то, что темная материя существует, только до сих пор не знаем, что это такое. Известно, что она не поглощает свет и не взаимодействует с ним, что делает её невидимой. С 1998 года мы знаем, что расширение Вселенной ускоряется. Чтобы объяснить это, необходим еще более загадочный компонент: темная энергия. Этот термин охватывает все идеи, которые в настоящее время изучают астрономы и физики.

У нас есть некоторые пробелы в знаниях, и они не могут быть заполнены существующими наблюдениями. Поэтому единственный путь - это проводить более точные измерения. Для чего и нужен спутник Евклид, который Европейское космическое агентство запустит в 2022 году. На расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли Евклид составит карту трети неба. Это поможет ответить на такие вопросы: как структура Вселенной формируется под воздействием гравитации? Как распределяется вся материя во Вселенной? И как это меняется со временем? Ответ на последний вопрос позволит напрямую тестировать модели темной энергии.

Масса искажает пространство и время вокруг него. Можно измерить этот эффект даже не видя темную материю. Объяснить это можно с помощью аналогии: в резервуаре с водой лежит монета. Если коснуться воды, она будет рябить и деформировать форму монеты. Если сделать несколько снимков монеты, можно увидеть, что монета каждый раз выглядит иначе.

Предположим, в воде много монет, и известно, что они изначально круглые, тогда можно выяснить сколько воды в этом резервуаре. С темной материей все точно так же. Она заставляет галактики на заднем плане слегка деформироваться. Можно измерить это искажение с помощью Евклида, усредняя формы максимально возможного числа галактик.

Чем больше темной материи находится где-то, тем больше искажаются галактики. Таким образом, можно определить распределение темной материи во Вселенной. Но сначала нужно сделать много снимков. Чем больше галактик будет измерено, тем надежнее будет полученный результат.