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欧几里得任务的新图像揭示了黑暗宇宙的广阔前景

宇宙 2026-05-07 菜科探索 +
简介:(蜘蛛网eeook.com)据美国宇航局喷气推进实验室:在美国国家航空航天局的贡献下,该任务将补充该机构即将推出的

【菜科解读】

(蜘蛛网eeook.com)据美国宇航局喷气推进实验室:在美国国家航空航天局的贡献下,该任务将补充该机构即将推出的南希·格雷斯罗马太空望远镜进行的暗能量研究。

由欧空局(欧洲航天局)牵头,美国国家航空航天局(NASA)参与的欧几里得任务发布了五张新图像,展示了太空望远镜探索两个大规模宇宙奥秘的能力:暗物质和暗能量。

暗物质是一种不可见的物质,在宇宙中的常见程度是“规则”物质的五倍,但成分未知。

“暗能量”是指导致宇宙膨胀越来越快的未知来源。

到2030年,欧几里得将使用比美国国家航空航天局的哈勃和詹姆斯·韦伯太空望远镜更宽的视场创建一张覆盖近三分之一天空的宇宙地图,哈勃和詹姆斯·韦布太空望远镜旨在更详细地研究更小的区域。

然后,科学家们将以比以往任何时候都更高的精度绘制暗物质的存在图。

他们还可以使用这张地图来研究暗能量的强度是如何随着时间的推移而变化的。

这五张新图像以不同大小的视图为特色,从银河系的恒星形成区域到数百个星系团,都是在欧几里得于2023年7月发射后不久拍摄的,这是其早期发布观测计划的一部分。

去年,在科学家分析数据之前,该任务发布了该项目的五张图像,作为欧几里得将提供的预览。

这些新的图像、相关的科学论文和数据可以在欧几里得的网站上找到。

欧空局关于这些发现的预先录制的节目可在欧空局电视台和YouTube上观看。

美国国家航空航天局即将推出的Nancy Grace Roman太空望远镜的任务规划者将利用欧几里得的发现为Roman的互补暗能量工作提供信息。

科学家们将利用具有更好灵敏度和清晰度的Roman,通过研究更暗、更远的星系来扩展欧几里得所能实现的科学。

弯曲空间

欧几里得任务的新图像揭示了黑暗宇宙的广阔前景

Abell 2390是一个距离地球27亿光年的星系团,在这张照片中可以看到50000多个星系。

在图像中心附近,一些星系看起来有污点和弯曲,这种效应被称为强引力透镜,可用于探测暗物质。

图像:uux.cn欧空局/欧几里得/欧几里得联盟/美国国家航空航天局,J.-C.Cuillandre(CEA Paris Saclay),G.Anselmi的图像处理;

CC BY-SA 3.0 IGO或ESA标准许可证

欧几里得将帮助科学家研究暗物质的一种方法是观察这种神秘现象如何扭曲来自遥远星系的光,正如在一张名为Abell 2390的星系团的新图像中所看到的那样。

星系团的质量,包括暗物质,在太空中形成曲线。

来自更远星系的光在这些曲线上传播时似乎会弯曲或弯曲,类似于光穿过旧窗户扭曲的玻璃时的样子。

有时,这种扭曲是如此强大,以至于可以产生同一星系的环、明显的弧或多个图像——这种现象被称为强引力透镜。

对探索暗能量效应感兴趣的科学家将主要寻找一种更微妙的效应,称为弱引力透镜,这需要详细的计算机分析来检测和揭示更小的暗物质团块的存在。

通过绘制暗物质的地图并追踪这些团块是如何随时间演变的,科学家们将研究暗能量的向外加速如何改变暗物质的分布。

美国国家航空航天局位于南加州的喷气推进实验室的欧几里得项目科学家Mike Seiffert说:“因为暗能量是一种相对较弱的影响,我们需要更大规模的调查来提供更多的数据和更好的统计精度。

”。

“我们不能放大一个星系并对其进行详细研究。

我们需要观察更大的区域,但仍然能够检测到这些细微的影响。

要做到这一点,我们需要像欧几里得这样的专业太空望远镜。

该望远镜使用两种仪器来检测不同波长的光:可见光成像仪(VIS)和近红外光谱仪和光度计(NISP)。

前景星系发出更多可见光波长的光(人眼可以感知的波长),而背景星系通常在红外波长更亮。

美国国家航空航天局欧几里得暗能量科学团队的首席研究员、喷气推进实验室的Jason Rhodes说:“用这两种仪器观测星系团,可以让我们在比单独使用可见光或红外更宽的距离内看到星系。

”。

“欧几里得可以使这些类型的深、宽、高分辨率图像比其他望远镜快数百倍。

超越暗能量的发现

欧几里得任务的新图像揭示了黑暗宇宙的广阔前景

欧几里得的大视场捕捉到了整个星系NGC 6744,并向天文学家展示了恒星形成的关键区域。

恒星的形成是星系生长和演化的主要方式,因此这些研究对于理解星系为什么看起来像这样至关重要。

图像:uux.cn欧空局/欧几里得/欧几里得联盟/美国国家航空航天局,J.-C.Cuillandre(CEA Paris Saclay),G.Anselmi的图像处理;

CC BY-SA 3.0 IGO或ESA标准许可证

虽然暗物质和暗能量是欧几里得的核心,但该任务还有其他各种天文应用。

例如,欧几里得的大面积天空图可以用来发现微弱的物体,并观察宇宙物体的变化,比如恒星亮度的变化。

欧几里得的新科学成果包括探测到自由漂浮的行星(不绕恒星运行的行星),这些行星因其微弱而难以找到。

此外,数据还揭示了新发现的棕矮星。

这些物体被认为像恒星一样形成,但不太大,无法在其核心开始融合,突显了恒星和行星之间的差异。

Seiffert说:“现在公布的数据、图像和科学论文标志着欧几里得科学成果的开始,它们展示了超出任务主要目标的惊人的科学多样性。

”。

“我们已经从欧几里得的广阔视野中看到了研究单个行星、我们银河系的特征以及大尺度宇宙结构的结果。

跟上所有的发展,既令人兴奋,又有点势不可挡。

关于使命

美国国家航空航天局支持的三个科学团队为欧几里得任务做出了贡献。

除了为欧几里得的近红外光谱仪和光度计(NISP)仪器设计和制造传感器芯片电子设备外,JPL还领导了NISP探测器的采购和交付。

这些探测器以及传感器芯片电子器件在马里兰州格林贝尔特戈达德航天飞行中心的美国国家航空航天局探测器特性实验室进行了测试。

位于加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院IPAC的欧几里得美国国家航空航天局科学中心(ENSCI)将存档科学数据,并支持美国的科学调查。

JPL是加州理工学院的一个部门。

宇宙真实年龄是多少岁

按目前主流观测和标准宇宙模型(ΛCDM),宇宙的真实年龄大约是:137.97 0.02 亿年,约等于 138 亿年。

主要数据来源普朗克卫星(2013–2021)测宇宙微波背景辐射(CMB),给出:137.97 亿年(138.2 亿年)。

近年(2025)CMB 高精度测量(ACT 等)精度提高到约 0.1%,结果仍确认:138 亿年。

交叉检验最老恒星年龄:126–130 亿年(比宇宙年轻,符合逻辑)。

放射性元素衰变、高红移星系年龄(如 MoM-z14 形成于宇宙约 2.8 亿岁时)均与 138 亿年一致。

简单说教科书 / 标准答案:138 亿年更精确值:137.97 亿年所有数据都建立在大爆炸 +ΛCDM 标准模型上;

如果未来有全新模型(比如有人提出宇宙可能更老,如 300 多亿年),那还需要更多证据才能取代现在的结论。

吞噬一切的宇宙深渊,黑洞引力藏着光速禁区

在浩瀚无垠的宇宙当中,黑洞是最神秘也最令人敬畏的天体。

它拥有世间顶尖的引力束缚力,独特的视界边界划分出截然不同的时空领域,只要踏入视界范围之内,就连每秒三十万公里的光速,都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。

今天就用闲聊述说的口吻,聊聊黑洞引力的奇特特性,讲讲视界的划分意义,理清为何光速都无法从黑洞内部脱身,一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。

宇宙天体的引力强弱,一直和自身质量、密度牢牢挂钩。

普通恒星、行星的引力,只能束缚周边卫星与星际物质,物体只要达到对应速度,就能摆脱引力飞向深空。

而黑洞诞生于大质量天体的末期演化,巨型恒星燃料耗尽后,再也无法支撑自身庞大躯体,核心在自身重压下急剧向内坍缩,体积被无限压缩,密度飙升到难以想象的地步。

极致致密的结构,催生出碾压所有常规天体的超强引力,这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。

从黑洞形成的那一刻开始,它就注定成为宇宙里特殊的存在,和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。

围绕黑洞存在一层无形的边界,这便是人们常说的事件视界。

它没有实体外壳,肉眼无法直接看见,却是一道无法逾越的分界线。

视界之外的宇宙空间,依旧遵循常规物理规则,光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭,天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。

一旦物质、光线跨越这条无形界线,彻底进入视界内部,一切都会发生颠覆性改变。

黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在,再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。

衡量天体引力束缚能力,有一个关键参照标准就是逃逸速度,也就是物体摆脱天体引力束缚,飞向宇宙远方需要具备的最低速度。

地球有着自身对应的逃逸速度,火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空,太阳系里的各大行星、恒星,都有着各自固定的逃逸速度门槛。

黑洞打破了常规天体的速度极限,视界内部的逃逸速度直接超越光速。

光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度,连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼,其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。

光线坠入黑洞视界后,无法向外反射、传播,我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮,这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。

任何闯入视界之内的物质,不管是庞大的恒星残骸,还是细碎的气体尘埃,都会被强大引力不断拉扯撕扯,最终向着黑洞中心奇点不断坠落,彻底消融在这片深渊之中。

超强引力不止禁锢视界内部的一切,也会剧烈扭曲周边时空。

靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折,光线途经周边空间也会发生明显偏转。

不少遥远天体发出的光芒,在奔赴地球的途中靠近黑洞区域,都会被引力改变行进路线,这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。

科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹,一步步推算黑洞位置,测算它的质量与引力强度。

时至今日,人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查,视界内部的时空结构、物质形态,还留存着大量未解谜题。

光速无法逃逸的特性,让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域,里面的一切变化都无法向外传递信息。

黑洞凭借极致强大的引力,划定出超越光速束缚的视界禁区,成为宇宙中最神秘的深渊天体。

这份打破常规物理认知的特质,不断吸引着人类探索研究,随着天文观测技术持续进步,未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。

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