Decollo, il primo luglio. La navicella spaziale Euclid dell’Agenzia spaziale europea (ESA) è volata verso il cielo sopra la stazione delle forze spaziali di Cape Canaveral, segnando un’impresa durata 10 anni, coinvolgendo 18 paesi e attingendo all’esperienza di oltre 100 laboratori e più di 1.200 collaboratori.
La missione Euclid decolla. Credito immagine: NASA Wallops/Patrick Black
Otto miglia dal Kennedy Space Center, presso il sito di lancio a Cape Canaveral, Bhuvnesh Jainprofessore di fisica e astronomia nel Scuola di Arti e Scienzee diversi studenti guardavano allegramente mentre i razzi lanciavano il carico utile, il Telescopio Euclide, corse nel cosmo per osservare circa un terzo del cielo.
“Ero entusiasta di poter portare diversi studenti della Penn per questo momento straordinario”, afferma Jain. “Guardare un lancio spaziale di persona rispetto a uno schermo televisivo è un’esperienza completamente diversa, e sono sicuro che rimarrà con noi per gli anni a venire.”
“Sentire l’aria vibrare mentre le onde sonore dei razzi si increspavano era incredibile”, dice Sam Charney, uno studente del quarto anno al College of Arts and Sciences di Swarthmore, Pennsylvania. “Eravamo accanto agli ingegneri e agli scienziati dell’ESA che hanno costruito il telescopio ed erano venuti dall’Europa per vedere il loro lavoro realizzarsi, quindi c’era questa immensa eccitazione e sollievo nel vederlo decollare”.
“Rabbrividisco nell’immaginare quale sarebbe stata la risposta del pubblico se qualcosa fosse andato storto”, scherza Sarah Kane, una laureata di maggio di Mendham, nel New Jersey. “Fortunatamente, tutto ha funzionato e abbiamo alcuni dati entusiasmanti da guardare avanti nei prossimi anni”.
Il team di Euclid alla Penn
Jain ha lavorato a stretto contatto con Gary BernsteinReese W. Flower Professore di Astronomia e Astrofisica, insieme a un team internazionale di collaboratori dell’Euclid Consortium per rendere il lancio una realtà.
“Una missione spaziale è piuttosto impegnativa, quindi nei primi anni 2000, [Bhuvnesh] e ho iniziato a esplorare la portata cosmologica di un telescopio spaziale. Insieme ai nostri colleghi, abbiamo quindi contribuito a presentare il caso alla più ampia comunità di astrofisici e alle agenzie di finanziamento”, afferma Bernstein, aggiungendo che il telescopio Euclid differisce da altri telescopi spaziali come James Webb e Hubble in quanto Euclid unirà una rappresentazione molto più ampia di l’intero cielo, mappando miliardi di galassie piuttosto che ottenere immagini ad alta risoluzione di singole galassie lontane.
“Questo telescopio fornirà risposte alle domande fondamentali non solo dell’astronomia ma anche della fisica nel suo complesso”, afferma Jain.
Dice che Euclide fornirà agli scienziati maggiori informazioni sulla struttura e l’evoluzione dell’universo, in particolare la materia oscura insieme alla misteriosa forma di energia che aumenta il tasso di espansione dell’universo piuttosto che rallentarlo, l’energia oscura.
“Siamo davvero interessati a vedere come l’energia oscura si è evoluta nel tempo”, afferma. “Questi dati ci forniranno informazioni chiave sul fatto che l’effetto dell’energia oscura sia costante nel tempo o se vari. Se varia, abbiamo a che fare con un tipo di fisica completamente diverso.
Esplorare l’energia oscura con Euclid
Marco CalpestatoFay R. e Eugene L. Langberg Professore di Fisica presso la School of Arts & Sciences, sviluppa le idee che i collaboratori di Euclid intendono testare e osserva che gli scienziati sono interessati a scoprire di più sulla natura dell’energia oscura.
“Sono entusiasta di vedere se le regole che ti dicono come lo spazio e il tempo si evolvono in risposta ai contenuti dello spazio e del tempo, la relatività generale, reggono sotto questi nuovi test di gravità”, dice Trodden.
Scala temporale dell’Universo. Credito immagine: NASA
Spiega che, quando Einstein formulò per la prima volta la sua teoria della relatività generale nel 1915, aggiunse una costante cosmologica – un termine da lui coniato – per bilanciare l’attrazione gravitazionale della materia, con l’obiettivo di mantenere un universo statico, la nozione prevalente all’epoca. Ma, alla fine degli anni ’20, le osservazioni di galassie lontane dell’astronomo Edwin Hubble rivelarono che l’universo si stava effettivamente espandendo.
Trodden afferma che ciò ha portato a un cambiamento radicale nei modelli cosmologici, compreso lo sviluppo della teoria del Big Bang, che postula un universo in espansione. Alla luce di queste rivelazioni, Einstein descrisse la sua costante cosmologica come il suo “più grande errore”. Ma ha trovato posto in un modello teorico di un universo in espansione.
Sebbene la teoria della relatività generale di Einstein da sola non affronti direttamente il tasso di espansione universale, fornisce il quadro teorico per comprendere la gravità e le dinamiche dell’universo.
“La relatività generale descrive la gravità come la curvatura dello spaziotempo causata dalla materia e dall’energia. Fornisce il formalismo matematico per descrivere come la distribuzione della materia e dell’energia influenzi la geometria dello spaziotempo e, a sua volta, come gli oggetti si muovano al suo interno. Ma potrebbe non essere la storia finale”, dice Trodden.
Afferma che la relatività generale è una teoria eccellente in tutti i modi in cui gli scienziati l’hanno testata finora, ma osserva come l’accelerazione dell’espansione dell’universo potrebbe dire loro che c’è qualcosa di completamente diverso nella gravità su larga scala.
“E quindi potrebbe essere che invece di esserci qualche strana cosa ipotetica nell’universo che fa sì che lo spazio e il tempo si comportino in modo strano, potrebbe essere che le regole che dicono allo spazio e al tempo come comportarsi in risposta a cose normali, come le cose di cui siamo fatti, non sono quello che pensavamo fossero, e questo si chiama gravità modificata, che è un’altra possibile serie di spiegazioni per l’accelerazione”, dice Trodden.
Dice che lui e molti altri attendono con impazienza la conoscenza che la missione Euclid fornirà sull’evoluzione dell’universo dalla sua infanzia agli anni successivi e al futuro, osservando che probabilmente presenterà risposte sul fatto che l’energia oscura stia davvero guidando l’accelerazione dell’espansione. , o se è la costante cosmologica, la gravità modificata o qualsiasi altra nuova spiegazione.
Il telescopio e la sua missione
Jain afferma che Euclid inizierà a inviare dati preliminari entro un mese dalla data di lancio.
Il telescopio trascorrerà la sua vita in orbita vicino al secondo punto di Lagrange Sole-Terra (L2). Si trova a circa 1,5 milioni di chilometri (circa 932.056 miglia) dalla Terra. Fornisce una posizione stabile per il telescopio per mantenere la stessa posizione relativa dalla Terra e dal Sole, un punto ideale per le osservazioni.
“Una volta raggiunto L2, raccoglierà molti dati durante i primi 30 giorni. È un periodo noto come verifica scientifica, il che significa che ci assicureremo che sia in grado di raggiungere i suoi obiettivi scientifici in termini di qualità dei dati”, afferma Jain. “Lungo la strada, ci sarà un momento in cui avremo il nostro secondo grande sospiro di sollievo quando, si spera, scopriremo che il telescopio e i rivelatori funzionano come previsto.
Il telescopio spaziale creerà una grande mappa della struttura su larga scala dell’Universo attraverso lo spazio e il tempo osservando miliardi di galassie fino a 10 miliardi di anni luce, attraverso più di un terzo del cielo. Credito immagine: ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA. Galassie di sfondo: NASA, ESA e S. Beckwith (STScI) e il team HUDF, CC BY-SA 3.0 IGO.)
“Entro il Ringraziamento, Euclid sarà in modalità di indagine completa. Entro il prossimo anno, avrà catturato più immagini di galassie lontane rispetto a quelle catturate dal telescopio spaziale Hubble nel corso della sua intera esistenza”, afferma. “Euclid ha una durata nominale di sei anni e durante questi anni realizzerà una serie di rilasci di dati che saranno resi pubblici”.
Jain afferma che il telescopio ha due strumenti scientifici primari: una fotocamera a luce visibile (VIS) e uno spettrometro e fotometro nel vicino infrarosso (NISP). Questi strumenti cattureranno immagini a colori ad alta risoluzione di galassie lontane.
Il VIS fornirà le immagini, a cui Jain, Bernstein e i loro gruppi alla Penn sono particolarmente interessati, mentre il NISP fornirà informazioni spettrali, che sono essenzialmente la scomposizione della luce nei suoi colori componenti.
“È la prima missione spaziale che misurerà questa enorme popolazione di galassie per studi cosmologici, e lo farà con la squisita risoluzione per ogni galassia che si può ottenere solo dallo spazio. Le possibilità di ricerca per molti rami dell’astrofisica aspettano solo di essere sfruttate”, afferma.
“Non sarà solo cosmologia, saranno studi delle strutture interne e delle rotazioni delle galassie, studi degli ambienti dei buchi neri e studi di diverse classi di stelle la cui luminosità oscilla in qualche modo”, dice Jain. “Il potenziale di scoperta è davvero immenso, è un momento entusiasmante per essere coinvolti”.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
