宇宙如此浩瀚，而我們所了解的僅是滄海一粟

3月19日，歐洲航天局（ESA）的歐幾里得太空望遠(yuǎn)鏡向全世界公開(kāi)了它的首批觀測(cè)數(shù)據(jù)，這是人類探索宇宙未知領(lǐng)域的又一次重大突破！

一張照片拍出1000萬(wàn)個(gè)星系，這才是真正的"大場(chǎng)面"

這次發(fā)布的數(shù)據(jù)包含三張令人窒息的深場(chǎng)星空?qǐng)D像。

在這些深不可測(cè)的宇宙畫(huà)卷中，數(shù)十萬(wàn)個(gè)形態(tài)各異的星系清晰可見(jiàn)，它們構(gòu)成了宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的骨架——所謂的"宇宙網(wǎng)絡(luò)"。每當(dāng)我看到這樣的畫(huà)面，總會(huì)想起那句老話："仰望星空，才知人類渺小"。

這批寶貴數(shù)據(jù)還包括38萬(wàn)個(gè)星系的分類目錄、500個(gè)全新的引力透鏡候選體，以及大量星系團(tuán)和活躍星系核。

這些天文數(shù)據(jù)的分量有多重？

或許可以這樣理解：如果把這些數(shù)據(jù)打印成書(shū)，恐怕能堆滿一整座圖書(shū)館！

"宇宙暗探"：95%的宇宙是我們看不見(jiàn)的

"作為人類，我們最關(guān)心的兩個(gè)問(wèn)題是：宇宙中是否只有我們，以及宇宙究竟是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的？"歐洲航天局科學(xué)主任卡羅爾·蒙德?tīng)栐谛侣劙l(fā)布會(huì)上如是說(shuō)。

這位天文學(xué)巨擘隨后拋出了一個(gè)令人震驚的事實(shí)：我們生活中看得見(jiàn)摸得著的一切——從星球、行星到我們自己的身體，甚至是我們引以為傲的高樓大廈，這些所謂的"普通物質(zhì)"竟然只占宇宙總物質(zhì)和能量的可憐5%！

那么，剩下那95%的"暗黑部分"到底是什么？

科學(xué)家們將它們命名為"暗能量"和"暗物質(zhì)"。暗能量像一股神秘力量，推動(dòng)著宇宙不斷加速膨脹，占據(jù)了宇宙物質(zhì)能量預(yù)算的70%；

而暗物質(zhì)則像一個(gè)隱形巨人，質(zhì)量是普通物質(zhì)的5倍，卻因不與光交互而始終隱匿在黑暗中，占據(jù)了宇宙的25%。

"歐幾里得太空望遠(yuǎn)鏡的使命，就是揭開(kāi)這兩大宇宙之謎，理解它們的本質(zhì)和相互作用，"蒙德?tīng)柦忉尩溃?它不僅是一位暗宇宙?zhèn)商剑且慌_(tái)可以將我們帶回100億年前的時(shí)光機(jī)器。"

聽(tīng)起來(lái)是不是很像科幻電影？

但這就是當(dāng)代天文學(xué)正在上演的真實(shí)故事！

一周看遍2600萬(wàn)個(gè)星系，效率驚人

對(duì)于首次數(shù)據(jù)公開(kāi)，歐幾里得（2023年7月發(fā)射，2024年2月正式開(kāi)始工作）只用了短短一周時(shí)間就掃描了三個(gè)將來(lái)會(huì)深入觀測(cè)的天區(qū)。

這一周內(nèi)，它記錄下了2600萬(wàn)個(gè)星系的身影，其中最遙遠(yuǎn)的距離我們約105億光年，想想看，當(dāng)那束光線開(kāi)始向我們傳來(lái)時(shí)，地球上還沒(méi)有人類文明呢！

觀測(cè)中還包括一些類星體，這些由超大質(zhì)量黑洞驅(qū)動(dòng)的活躍星系中心，亮得驚人，即使在更遙遠(yuǎn)的宇宙深處也能被捕捉到。

這三個(gè)區(qū)域面積有多大？大約相當(dāng)于300個(gè)滿月那么大。

而到2030年任務(wù)結(jié)束時(shí)，歐幾里得將繪制覆蓋地球夜空約三分之一的壯觀宇宙地圖！這簡(jiǎn)直就是一項(xiàng)比繪制《山海經(jīng)》還要宏大千百倍的工程！

三大深場(chǎng)觀測(cè)區(qū)：宇宙深處的驚鴻一瞥

歐幾里得北深場(chǎng)：這里有超過(guò)1000萬(wàn)個(gè)星系，還有貓眼星云這樣的宇宙奇觀和NGC 6505為首的星系群。

歐幾里得弗納克斯深場(chǎng)：已經(jīng)記錄了450萬(wàn)個(gè)星系的數(shù)據(jù)。這個(gè)區(qū)域此前已被錢(qián)德拉X射線天文臺(tái)、XMM-牛頓和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡研究過(guò)，但歐幾里得將帶來(lái)前所未有的詳細(xì)觀測(cè)。

歐幾里得南深場(chǎng)：這是一片幾乎未經(jīng)探索的處女地，歐幾里得已在此發(fā)現(xiàn)了超過(guò)1100萬(wàn)個(gè)星系。更令人驚嘆的是，這里還展示了宇宙網(wǎng)絡(luò)的線索——暗物質(zhì)和氣體形成的巨大網(wǎng)絡(luò)，連接著無(wú)數(shù)星系團(tuán)，就像一張覆蓋整個(gè)宇宙的蜘蛛網(wǎng)。

"令人難以置信的是，僅僅一次觀測(cè)就帶來(lái)了如此豐富的數(shù)據(jù)寶庫(kù)，"ESA歐幾里得項(xiàng)目科學(xué)家瓦萊里亞·佩托里諾感嘆道。

"在未來(lái)六年里，我們將對(duì)每個(gè)深場(chǎng)進(jìn)行30到52次反復(fù)觀測(cè)，每次都會(huì)提高分辨率，發(fā)現(xiàn)更多天體。未來(lái)的發(fā)現(xiàn)將會(huì)如何驚人，令人期待！"

35太字節(jié)的數(shù)據(jù)量意味著什么？

單是這次發(fā)布的星系觀測(cè)數(shù)據(jù)就達(dá)到了35太字節(jié)。

這是什么概念？

佩托里諾打了個(gè)生動(dòng)的比喻："如果你以最高畫(huà)質(zhì)（4K、HDR、60幀每秒）不間斷地看電視，需要連續(xù)看200天才能消耗這么多數(shù)據(jù)。"

而明年，歐幾里得將發(fā)布第一整年的觀測(cè)結(jié)果，數(shù)據(jù)量將達(dá)到驚人的2拍字節(jié)，這相當(dāng)于連續(xù)看31年的4K電視！佩托里諾幽默地提醒大家，不要嘗試這樣的觀影馬拉松。

看到這里，不知道你有沒(méi)有想到最近大火的"算力焦慮"？歐幾里得的數(shù)據(jù)處理挑戰(zhàn)或許比我們?nèi)粘Ｃ鎸?duì)的AI訓(xùn)練還要巨大百倍！

AI+眾包：科學(xué)探索的新模式

面對(duì)如此海量數(shù)據(jù)，即使全球天文學(xué)家通宵達(dá)旦也無(wú)法全部分析。

于是，科學(xué)家們開(kāi)始借助人工智能的力量。AI首先篩選出需要關(guān)注的星系，然后將其交給全球各地的"公民科學(xué)家"（就是你我這樣的普通人）進(jìn)一步識(shí)別星系的形狀、亮度和特征。

多倫多大學(xué)的邁克·沃姆斯利解釋道："我們正處于天文學(xué)研究范式轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)刻。AI已經(jīng)成為必不可少的工具，讓我們能在幾周內(nèi)完成過(guò)去需要數(shù)年才能完成的大型調(diào)查分析。"

這種專業(yè)科學(xué)家+AI+全球愛(ài)好者的新型協(xié)作模式，是否預(yù)示著未來(lái)科學(xué)探索的方向？值得我們深思。

"宇宙望遠(yuǎn)鏡"還是"時(shí)空彎道"？引力透鏡現(xiàn)象讓人驚嘆

這次數(shù)據(jù)發(fā)布最令人興奮的部分之一，是發(fā)現(xiàn)了500個(gè)新的"引力透鏡"現(xiàn)象。

這是什么？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，當(dāng)一個(gè)大質(zhì)量天體（如星系或星系團(tuán)）位于我們和更遠(yuǎn)處天體之間時(shí)，它的引力會(huì)像透鏡一樣彎曲通過(guò)的光線。

這種現(xiàn)象最初是愛(ài)因斯坦基于廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)的，現(xiàn)在通過(guò)歐幾里得望遠(yuǎn)鏡，我們可以清晰地看到這些宇宙中的"時(shí)空彎道"。

有時(shí)，同一個(gè)背景星系的光線會(huì)被彎曲成完整的環(huán)狀，稱為"愛(ài)因斯坦環(huán)"，這簡(jiǎn)直就是宇宙送給我們的一枚絕美指環(huán)！

歐幾里得預(yù)計(jì)到明年將發(fā)現(xiàn)7000個(gè)引力透鏡候選體，而到2030年任務(wù)結(jié)束時(shí)，這個(gè)數(shù)字可能高達(dá)10萬(wàn)個(gè)，是目前已知強(qiáng)引力透鏡數(shù)量的100倍！

這意味著什么？意味著我們將首次擁有足夠多的樣本，來(lái)全面研究宇宙中暗物質(zhì)的分布規(guī)律。

從"看得見(jiàn)"到"看不見(jiàn)"：探索宇宙95%的未知區(qū)域

正如哲學(xué)家所言："我們知道的越多，就越發(fā)現(xiàn)自己無(wú)知。"隨著歐幾里得望遠(yuǎn)鏡的深入觀測(cè)，人類或許能最終揭開(kāi)宇宙中那95%神秘物質(zhì)和能量的面紗。

"這只是未來(lái)的一小部分預(yù)覽，但'小'并不是一個(gè)恰當(dāng)?shù)脑~，"蒙德?tīng)柨偨Y(jié)道。"科學(xué)家們?cè)谖磥?lái)六年里有大量工作要做，但這將是非常激動(dòng)人心、異常有趣且具有開(kāi)創(chuàng)性的工作。"

作為普通人，我們可能無(wú)法直接參與這些尖端科學(xué)探索，但通過(guò)GalaxyZoo項(xiàng)目，近萬(wàn)名公民科學(xué)家已經(jīng)加入了星系分類的工作。

在這個(gè)信息爆炸的時(shí)代，當(dāng)我們被日常瑣事和社交媒體占據(jù)大部分注意力時(shí)，歐幾里得望遠(yuǎn)鏡的故事提醒我們宇宙的奧秘遠(yuǎn)比我們想象的更加深邃和神奇。

夜深人靜時(shí)，不妨抬頭看看星空，想想那些我們尚未理解的95%的宇宙，思考我們?cè)谶@浩瀚宇宙中的位置，這或許是歐幾里得望遠(yuǎn)鏡帶給我們最寶貴的禮物。