С увеличивающейся сходимостью физики элементарных частиц, астрофизики и космологии, Европейское космическое агентство (ESA) на этой неделе издало план действий космических миссий и разработки технологий, к которой это будет стремиться между 2015 и 2025. Помимо испытания фундаментальных законов физики, программа включает поиск гравитационных волн и их источников, квант механические эксперименты в космосе, разъяснении природы темной энергии и темной материи и поиска антивещества в космосе.Исследователи в этих областях все более и более поворачиваются к космическим миссиям для ответа на фундаментальные вопросы в физике.
Они находятся в чем-то вроде ситуации уловки – 22 в данный момент: Для лучше понимания структуры вселенной им нужно лучшее знание физики, но получить лучшее понимание физики, они должны улучшить свое понимание структуры вселенной.Краеугольные камни фундаментальной физики, Общей теории относительности, описывающей, как массы взаимодействуют через силу тяжести и квантовую механику — или более в частности стандартная модель, теоретическая структура, описывающая элементарные частицы и их взаимодействия — противостояли многочисленным испытаниям. Но эти два столба выделяются друг от друга, сосуществуя, но не взаимодействуя. Много исследователей надеются, что в чистой окружающей среде пространства они могут быть в состоянии сузить промежуток между квантовой теорией и относительностью и найти точки соприкосновения.
Миссии, описанные в плане действий, включают:ЛАЙЗА Пэтфиндер.
Технологический демонстрант ЕКА, который будет начат в 2012, который проверит технологию на амбициозную миссию ЛАЙЗЫ, проект ЕКА/НАСА для обнаружения гравитационных волн. ЛАЙЗА будет состоять из трех космических кораблей, формирующих треугольник в космосе со сторонами 5 миллионов километров длиной.
Действуя как гигантский интерферометр, ЛАЙЗА обнаружит деформации пространства-времени, вызванного путем прохождения гравитационных волн – ключевое предсказание Общей теории относительности.МИКРОСКОП.
Совместный проект между ЕКА и французским космическим агентством (CNES), который проверит равенство между гравитационной массовой и инерционной массой, известной как принцип эквивалентности, с беспрецедентной точностью. Принцип эквивалентности является основанием Общей теории относительности, и чувствительность эксперимента могла позволить обнаружение новых сил, которые могут помочь объединить квантовую теорию с относительностью. Запуск МИКРОСКОПА планируется на конец 2012 года.Атомный Ансамбль Часов в Космосе.
ТУЗЫ состоят из нового поколения атомных часов, которые будут помещены на борту международной космической станции в 2013. Окружающая среда микрогравитации позволит точные измерения гравитационного красного смещения, вызванного Землей, а также поиском разновидностей фундаментальных констант в течение долгого времени.EUCLID. ЕКА изучает эту миссию для возможного запуска в 2017 или 2018.
Это несло бы телескоп и нанесло бы на карту распределение галактик во вселенной. Наблюдение за колебаниями обычного вопроса и за слабым гравитационным lensing помогло бы оценить сумму темной материи и темной энергии во вселенной.Астрофизик Мартин Рис из Кембриджского университета, Астроном Великобритании Руаяль, несколько скептически относится к определенным проектам на рассмотрении, и НАСА и ЕКА: «Я действительно думаю, что трудно оправдать очень дорогие космические проекты всего для одного фундаментального числа. Я думаю Исследование Силы тяжести [НАСА] B и AMS-2 [Альфа, Магнитный Спектрометр – 02 вскоре, чтобы быть помещенным на борту международной космической станции] является очень плохим выбором».
Рис более поддержки к информации о фундаментальной физике, которая может быть подобрана из более общих миссий, таких как Gaia, BepiColombo и EUCLID, приводящие к богатому потоку данных интереса для астрономии и космологии обычно.