  Космический аппарат «Евклид» разработан Европейским космическим агентством при содействии НАСА. «Евклид» был запущен с мыса Канаверал 1 июля 2023 года. В конце июля он достиг своего «пункта назначения» — гало-орбиты радиусом около миллиона километров вокруг точки Лагранжа L2 системы Солнце–Земля.
Задачи «Евклида» связаны с изучением фундаментальных вопросов космологии — исследованием природы темной энергии и темной материи и уточнением параметров космологической модели, описывающей эволюцию Вселенной. Аппарат получил название в честь великого древнегреческого ученого Евклида, прославившегося своими трудами по геометрии, поскольку, как следует из общей теории относительности (ОТО), перечисленные вопросы тесно связаны с геометрией Вселенной.
В настоящее время общепринята космологическая модель Лямбда-CDM, согласно которой Вселенная в основном заполнена темной энергией и темной материей (по данным космического аппарата «Планк» суммарно они составляют около 95% массы-энергии Вселенной — 68% и 27% соответственно; оставшиеся 5% в основном приходятся на долю «обычной» барионной материи, из которой состоит привычное нам вещество). Однако параметры этой модели известны ученым не так точно, как хотелось бы. Кроме того, некоторые наблюдения последних лет не вполне укладываются в рамки этой модели. Это может свидетельствовать как о ее неточности или неполноте, так и об ошибках измерений или неправильной интерпретации их результатов.
Основные задачи «Евклида» — это построение трехмерной карты темной материи, заполняющей Вселенную, и трехмерной карты галактик. Сравнивая распределение темной материи с предсказаниями, полученными на основе теоретической модели, можно будет уточнить параметры этой модели. Может помочь этому и карта галактик, по которой можно сделать выводы о неоднородности их пространственного распределения. В свою очередь, всё это поможет прояснить сущность темной энергии и темной материи, отсеивая гипотезы, плохо согласующиеся с уточненной моделью.
Полученной «Евклидом» карте галактик найдется еще одно важное применение: она поможет проверить, одинакова ли скорость расширения Вселенной во всех направлениях. Одним из основных положений современной космологии является космологический принцип, согласно которому, в частности, Вселенная изотропна: это означает, что ее свойства одинаковы по всем направлениям. Нарушение этого принципа будет означать, что существующие представления об эволюции Вселенной нуждаются в пересмотре.
Для картографирования темной материи зонд оснащен камерой VIS (Visible instrument), работающей на границе видимого и инфракрасного диапазонов (550–920 нм). Поскольку темную материю невозможно наблюдать непосредственно, будет применен метод слабого гравитационного линзирования: его суть основана на том, что гравитационное поле массивных объектов (к числу которых относятся и скопления темной материи), играющих роль гравитационных линз, изменяет направление распространения электромагнитного излучения, подобно тому как оптические линзы изменяют направление световых лучей. Эти изменения приводят к довольно характерным искажениям изображений областей, содержащих гравитационные линзы. По этим искажениям можно судить о массе вызвавшей их темной материи.
 Выполняя свою миссию, «Евклид» поможет ученым «заглянуть в прошлое»: наиболее удаленные галактики, которые попадут на карту, находятся на расстоянии примерно 10 миллиардов световых лет от нас (излучение более далеких галактик «Евклид» не сможет зарегистрировать из-за их слишком большого красного смещения). Поскольку свету требуется время на преодоление этого расстояния, мы увидим конфигурацию галактик такой, какой она была много миллионов лет назад; причем это время тем больше, чем галактика дальше от нас. Таким образом, третье пространственное измерение построенной карты фактически будет играть роль времени. Изучая конфигурации галактик, расположенных в разных временных слоях, можно сделать некоторые выводы о том, как эволюционировала Вселенная во времени. В частности, это поможет ответить на вопрос, постоянна ли на самом деле космологическая постоянная: ведь именно она отвечает за темную энергию, которая заставляет Вселенную ускоренно расширяться.
Карты, построенные «Евклидом», помогут и проверить общую теорию относительности: ведь эволюция вещества и энергии во Вселенной должна соответствовать ее уравнениям. К настоящему времени набралось немало экспериментальных подтверждений ОТО, но до сих пор не было возможности проверить ее положения на столь глобальных масштабах.
За время своей работы «Евклид» должен исследовать область площадью около 15 000 кв. градусов, что в 300 раз больше, чем та, которую охватил телескоп «Хаббл» за 30 с лишним лет своей работы. |
