Euklid und die Geometrie des dunklen Universums

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Euklid, eine aufregende neue Mission zur Abbildung der Geometrie, Verteilung und Entwicklung von Dunkler Energie und Dunkler Materie, wurde gerade von der ESA im Rahmen ihres Cosmic Vision 2015-2025-Programms offiziell angenommen. Benannt nach Euklid von Alexandria, dem „Vater der Geometrie“, wird es die beschleunigte Expansion des Universums genau messen und eine der größten Kooperationen von Astronomen, Ingenieuren und Wissenschaftlern zusammenbringen, um eine der wichtigsten Fragen der Kosmologie zu beantworten : Warum beschleunigt sich die Expansion des Universums, anstatt sich aufgrund der Anziehungskraft aller darin enthaltenen Materie zu verlangsamen?

2007 erstellte das Hubble-Weltraumteleskop eine 3D-Karte der Dunklen Materie, die etwas mehr als 2 Quadratgrad Himmel bedeckte, während im März dieses Jahres die Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) die genaue Entfernung zu etwas mehr als einer Viertelmillion Galaxien maß. Euklid arbeitet im sichtbaren und nahen Infrarotbereich und misst in einer breiten extragalaktischen Vermessung von 15.000 Quadratgrad (über ein Drittel des Himmels) sowie einer tiefen Vermessung auf Rotverschiebungen von ~ rund zwei Milliarden Galaxien und Galaxienhaufen in drei Dimensionen 2 Auf einer Fläche von 40 Quadratgrad werden die erstellten 3D-Galaxienkarten den Einfluss der Dunklen Energie über 10 Milliarden Jahre kosmischer Geschichte verfolgen und den Zeitraum abdecken, in dem Dunkle Energie die Expansion des Universums beschleunigte.

Die Mission wurde im vergangenen Oktober ausgewählt, aber jetzt, da sie von der ESA offiziell angenommen wurde, werden Ausschreibungen veröffentlicht. Astrium und Thales Alenia Space, Europas zwei größte Raumfahrtunternehmen, werden voraussichtlich bieten. In der Hoffnung, im Jahr 2020 starten zu können, wird Euclid Beiträge von 11 europäischen Weltraumagenturen sowie der NASA beinhalten, während fast 1.000 Wissenschaftler aus 100 Instituten das Euclid-Konsortium bilden, das die Instrumente baut und an der wissenschaftlichen Ernte der Mission teilnimmt. Es wird erwartet, dass der Bau, die Ausrüstung, der Start und der Betrieb während seiner nominalen 6-jährigen Missionslebensdauer rund 800 Millionen Euro kosten, um den zweiten Sun-Earth Lagrange-Punkt (L2 im Bild unten) zu umkreisen haben eine Masse von ca. 2100 kg und sind ca. 4,5 m hoch und 3,1 m hoch. Es wird ein 1,2 m langes Korsch-Teleskop, eine Nahinfrarotkamera / ein Spektrometer und eine der größten optischen Digitalkameras tragen, die jemals im Weltraum geflogen wurden.

Dunkle Materie macht 20% des Universums und dunkle Energie 76% aus. Euklid wird zwei Techniken verwenden, um die dunkle Materie abzubilden und die dunkle Energie zu messen. Eine schwache Gravitationslinse misst die Verzerrungen des Lichts von entfernten Galaxien aufgrund der Masse der dunklen Materie. Dies erfordert eine extrem hohe Bildqualität, um Bildverzerrungen zu unterdrücken oder zu kalibrieren, um die tatsächlichen Verzerrungen durch die Schwerkraft zu messen. Die Kamera von Euclid erzeugt Bilder, die 100-mal größer sind als die von Hubble, wodurch die Notwendigkeit minimiert wird, Bilder zusammenzufügen. Baryonische akustische Schwingungen, Wackelmuster, die in die Häufung von Galaxien eingeprägt sind, liefern ein Standardlineal zur Messung der Dunklen Energie und der Expansion im Universum. Dies beinhaltet die Bestimmung der Rotverschiebungen von Galaxien auf besser als 0,1%. Es ist auch zu hoffen, dass später in der Mission Supernovae als Marker verwendet werden können, um die Expansionsrate des Universums zu messen.

Erfahren Sie mehr über Euklid und andere Cosmic Vision-Missionen bei ESA Science

Bildunterschrift führen: Künstler-Eindruck-von-Euklid-Kredit-ESA-C.-Carreau

Zweite Bildunterschrift: Sun Earth Lagrange Punkte Gutschrift: Xander89 über Wikimedia Commons

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