Το νέο διαστημικό τηλεσκόπιο “Ευκλείδης” εκτοξεύθηκε σήμερα με έναν πύραυλο SpaceX Falcon 9 από το Ακρωτήριο Κανάβεραλ της Φλόριντα των ΗΠΑ, με αποστολή να εμβαθύνει την κατανόησή μας για τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια.
Ο Ευκλείδης (Euclid στα αγγλικά) δεν θα είναι σε θέση να απαντήσει σε όλες τις ερωτήσεις που απομένουν σχετικά με το σκοτεινό σύμπαν, αλλά θα κάνει ένα μεγάλο βήμα προς τη διερεύνηση μερικών από τα πιο βαθιά και θεμελιώδη ερωτήματα στην κοσμική ιστορία: Πώς προήλθε το σύμπαν και από τι αποτελείται; Ποιοι είναι οι θεμελιώδεις φυσικοί νόμοι του σύμπαντος;
Η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια παρείχαν τις κατάλληλες συνθήκες ώστε αρκετό υλικό να ενωθεί και να σχηματίσει τα αστέρια, τους πλανήτες, τους γαλαξίες, τη ζωή. Επομένως, η κατανόησή τους μας φέρνει ένα βήμα πιο κοντά στην κατανόηση από πού προερχόμαστε.
Τι είναι αυτό που κάνει την αποστολή τόσο ιστορική;
Το τηλεσκόπιο Ευκλείδης διευθύνεται από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA) με τη συνδρομή της NASA. Για την αποστολή χρειάστηκαν περισσότερα από δέκα χρόνια ανάπτυξης, 1,4 δισεκατομμύρια ευρώ και περισσότεροι από 3.500 επιστήμονες από 21 χώρες. Ο Ευκλείδης σχεδιαζόταν αρχικά να εκτοξευτεί από έναν ρωσικό πύραυλο Soyuz το 2022, αλλά η εισβολή της Ρωσίας στην Ουκρανία προκάλεσε αλλαγή των σχεδίων.
Ο Ευκλείδης θα κάνει συντροφιά στο νέο Διαστημικό Τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ και θα τεθεί σε τροχιά επίσης γύρω από το δεύτερο σημείο Lagrange (L2), 1,5 εκατομμύριο χιλιόμετρα (περίπου 4 φορές την απόσταση της Σελήνης) από τη Γη. «Αυτό το σημείο είναι μια ιδιαίτερη θέση στο διάστημα που κινείται σε συγχρονισμό με τη Γη γύρω από τον Ήλιο. Αυτό σημαίνει ότι εάν τοποθετήσουμε εκεί ένα τηλεσκόπιο, αυτό θα περιφέρεται γύρω από τον Ήλιο σε 1 έτος και η Γη θα βρίσκεται πάντοτε ανάμεσα στο τηλεσκόπιο και τον Ήλιο.
Το ενδιαφέρον με αυτή την επιλογή είναι ότι όλες οι υπόλοιπες κατευθύνσεις στο διάστημα είναι συνεχώς διαθέσιμες για να τις παρατηρούμε», εξηγεί ο Καθηγητής Αστροφυσικής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης και Διευθυντής του Ινστιτούτου Αστροφυσικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ) αλλά και του Αστεροσκοπείου Σκίνακα, κ. Βασίλης Χαρμανδάρης.
Τα ερωτήματα που έχει αναλάβει να απαντήσει ο Ευκλείδης είναι αρκετά φιλόδοξα. Ο πρωταρχικός στόχος δεν είναι απλά η δημιουργία ενός μεγαλύτερου και πιο ακριβούς χάρτη των γαλαξιών του σύμπαντος. «Αυτό που θα πετύχει για πρώτη φορά o Ευκλείδης είναι να αποτυπώσει με πολύ μεγάλη ακρίβεια όχι μόνο την απόστασή των γαλαξιών από εμάς αλλά την ακριβή μορφή τους. 
NASA/ESA/ESO/W. Freudling (ST-ECF)
Η μορφή αυτή των γαλαξιών έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον μια που το φως που εκπέμπουν προς εμάς μπορεί μην κινηθεί σε ευθεία γραμμή εάν ανάμεσα στο μακρινό γαλαξία και τον Ευκλείδη υπάρχει ύλη που το έλκει. Η βαρυτική έλξη της ύλης αυτής προς το φως έχει ως αποτέλεσμα την παραμόρφωση του σχήματος των μακρινών γαλαξιών, με τον ίδιο τρόπο που ένας μεγεθυντικός φακός παραμορφώνει τα γράμματα ενός βιβλίου. Μάλιστα την παραμόρφωση αυτή μπορεί να την προκαλέσει τόσο η συνηθισμένη φωτεινή ύλη, αλλά και η άγνωστη ακόμη σκοτεινή ύλη που είναι πολύ περισσότερη», λέει ο Έλληνας επιστήμονας.
Σύμφωνα με τον ίδιο, μετρώντας την παραμόρφωση του σχήματος των μακρινών γαλαξιών θα μάθουμε τόσο την ποσότητα όσο και την ακριβή θέση στο Σύμπαν της σκοτεινής ύλης. Θα δημιουργήσουμε έτσι έναν χάρτη των άγνωστων συστατικών του σύμπαντος που δεν εκπέμπουν φως αλλά έλκουν εξαιτίας της βαρύτητας, αυτά που εκπέμπουν φως.
Για να φτιάξει τον χάρτη, ο Ευκλείδης θα εξετάσει και θα μετρήσει δισεκατομμύρια γαλαξίες με εξαιρετική ακρίβεια σε διάστημα τουλάχιστον έξι ετών. «Ο Ευκλείδης είναι εξοπλισμένος με έναν αισθητήρα ορατού φωτός και με ένα
όργανο που αποτυπώνει το φως στο κοντινό υπέρυθρο (μήκος κύματος 3 φορές μεγαλύτερο από το πράσινο χρώμα), ικανό να μετρήσει με ακρίβεια την απόσταση αυτών των γαλαξιών. Οι επιστήμονες στοχεύουν να κάνουν κάτι πραγματικά προκλητικό ή κάτι που είναι πραγματικά φιλόδοξο, την πλήρη χαρτογράφηση του 1/3 όλου του ουρανού», συμπληρώνει ο καθηγητής Χαρμανδάρης.
Σε τι διαφέρει από το Webb;
Και τα δύο είναι διαστημικά τηλεσκόπια, αλλά έχουν διαφορετικούς σκοπούς. Ο καθρέφτης του Ευκλείδη έχει διάμετρο 1,2 m, σε σύγκριση με τον τεράστιο 6,5 m του Webb. Αλλά το James Webb είναι σαν ένα ακριβές «μολύβι» που σκιαγραφεί λεπτές λεπτομέρειες, κοιτάζει ένα πολύ μικρό μέρος του ουρανού με εκπληκτική λεπτομέρεια.
Ο Ευκλείδης μοιάζει περισσότερο με μια «βούρτσα» που μπορεί να καλύψει γρήγορα μεγάλα κομμάτια του ουρανού. Ο Ευκλείδης θα ρίξει μια ματιά διαπεραστική στο παρελθόν. Αυτό συμβαίνει επειδή
το φως χρειάζεται λίγο χρόνο για να ταξιδέψει στην απεραντοσύνη του διαστήματος. Για παράδειγμα, χρειάζεται για οκτώ λεπτά φως για να ταξιδέψει από τον ήλιο σε εμάς. Έτσι, σε μεγαλύτερες αποστάσεις, όσο πιο μακριά κοιτάμε, τόσο νωρίτερα βλέπουμε το σύμπαν μας. Και αυτοί οι γαλαξίες μπορεί να είναι πολύ μακριά, με το φως τους να χρειάζεται έως και 10 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει σε εμάς. Για αναφορά, η ηλικία του σύμπαντος είναι περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια.
«Ο στόχος εδώ είναι να έχουμε την καλύτερη κατανόηση μέχρι σήμερα για το πού βρίσκονται οι γαλαξίες στο μακρινό σύμπαν έως και 10 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, αλλά και για το πώς έχει εξελιχθεί η «γεωμετρία» του μακρινού σύμπαντος με την πάροδο του χρόνου. Αυτός άλλωστε ήταν και ο κύριος λόγος που επιλέχθηκε το όνομα Ευκλείδης για το τηλεσκόπιο!»
Τι είναι το σκοτεινό σύμπαν
Αλλά για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς αυτό μπορεί να δώσει απαντήσεις στα ερωτήματα που αναφέρθηκαν προηγουμένως και πώς όλα αυτά σχετίζονται με τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, πρέπει πρώτα να μιλήσουμε για το σκοτεινό σύμπαν: «Ό,τι βλέπουμε, η ορατή ύλη είναι μόνο ένα κλάσμα αυτού από το οποίο αποτελείται το σύμπαν, μόλις το 5%. Τα υπόλοιπα είναι σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια, για τις οποίες υπάρχει μια σειρά αποδείξεων που μας λένε ότι σίγουρα υπάρχουν».
Η σκοτεινή ύλη φαίνεται να κρατά τους γαλαξίες ενωμένους, να κάνει τα αστέρια μέσα σε τροχιά πιο γρήγορα από ό,τι θα περιμέναμε και να εμποδίζει τους γαλαξίες να καταρρεύσουν. Δεν εκπέμπει ούτε απορροφά φως, αλλά μπορούμε επίσης να πούμε ότι είναι εκεί από το πώς φαινομενικά κενές περιοχές του διαστήματος κάμπτουν το φως των αντικειμένων πίσω του – αυτό που ονομάζεται βαρυτικός φακός. Και υπάρχει πολλή σκοτεινή ύλη, περίπου πέντε φορές περισσότερη από τη συνηθισμένη ύλη.
Η ιδέα της σκοτεινής ενέργειας τέθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1990, όταν οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι, σε αντίθεση με ό,τι νόμιζαν, τα πάντα στο σύμπαν, σε μεγαλύτερη κλίμακα, απομακρύνονται από οτιδήποτε άλλο με επιταχυνόμενο ρυθμό. Ακριβώς όπως η ταχύτητά μας αυξάνεται κάθε δευτερόλεπτο όταν πατάμε το πεντάλ του γκαζιού, ένας πολύ μακρινός γαλαξίας απομακρύνεται από εμάς γρηγορότερα κάθε δευτερόλεπτο. Η σκοτεινή ενέργεια είναι αυτό που ονομάζουμε άγνωστος παράγοντας οδήγησης αυτής της επιταχυνόμενης διαστολής.
«Ο Ευκλείδης δεν θα χαρτογραφήσει μόνο την ορατή, “συνηθισμένη” ύλη, αλλά και τη σκοτεινή ύλη στο σύμπαν. Ένας πιο λεπτομερής χάρτης του πού βρίσκεται η σκοτεινή ύλη και πώς κατανέμεται είναι καθοριστικός στην προσπάθεια να κατανοήσουμε καλύτερα τι ακριβώς είναι και αυτή αλλά και η σκοτεινή ενέργεια του Σύμπαντος», καταλήγει ο κ. Χαρμανδάρης.
