一款名为 南希·格雷斯·罗曼太空望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope）的全新设备，旨在揭示宇宙中最大的两个谜团：暗物质与暗能量。通过绘制广阔的宇宙图景和发现成千上万颗新行星，它有望解决现代天体物理学中的一些根本性问题，并可能带来我们目前无法想象的意外发现。
一台“发现机器”
宇宙中约 85% 的物质由一种看不见的暗物质构成，它形成了宇宙的基本骨架。同时，一种名为暗能量的神秘力量正驱动宇宙加速膨胀。罗曼太空望远镜的核心任务就是解开这些现象的本质。
- 广阔视野： 它的分辨率与哈勃望远镜相当，但视野范围是哈勃的 100 倍。
- 综合测绘： 在为期五年的主要任务中，它将绘制大片太空区域，帮助科学家理解宇宙的大型结构如何随时间演变。
- 发现未知： 其设计本质上就是一台“发现机器”，注定会找到罕见、不寻常和全新的事物。
“我们不仅仅是在测量宇宙中某个物体的属性，”美国宇航局（NASA）的科学家朱莉·麦克纳里说，“我们是在理解我们所处的宇宙是如何从根本上运作的。”
发现全新的世界
罗曼望远镜将与詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）协同工作。韦伯望远镜擅长深入观测宇宙的微小区域，而罗曼则负责进行大范围的巡天。这种广阔的视角使它成为一台强大的行星搜寻工具。
它将通过两种主要方法发现新行星：
- 凌星法： 寻找行星经过其主恒星前方时造成的光线变暗。这是寻找大型、近距离行星的有效方法。
- 微引力透镜效应： 当一颗恒星（及其行星）恰好经过另一颗更遥远的恒星前方时，其引力会像透镜一样扭曲并放大背景恒星的光。罗曼望远镜对这种效应极其敏感。
微引力透镜效应的优势：
- 可以探测到距离恒星更远的行星。
- 能够发现质量比水星还小的行星。
- 有能力发现脱离了恒星引力的“流浪行星”。
通过对这些新行星群体的研究，科学家可以更好地了解像我们太阳系这样的系统是如何形成的，以及生命存在的条件有多普遍。
“如果没有对所有可能行星的完整普查，我们就无法真正知道像地球这样的行星，或像我们太阳系这样的行星系统到底有多普遍。”系外行星研究员马修·彭尼说。
描绘黑暗宇宙
除了行星，罗曼望远镜还将观测超过十亿个星系，重点关注宇宙大爆炸后约 20 亿至 60 亿年间的星系。
在早期宇宙中，物质分布几乎是均匀的，但微小的密度差异随着时间推移，通过引力吸引了越来越多的物质，形成了巨大的暗物质团块，即“晕”。气体在这些暗物质晕的中心聚集，最终点燃恒星，形成星系。
罗曼将使用一种名为“弱引力透镜”的技术来以前所未有的精度绘制暗物质的分布图。
“来自遥远星系的光线在到达我们这里的途中，路径会受到宇宙中各种结构（包括暗物质）的轻微扰动，”天体物理学家雷切尔·曼德尔鲍姆解释说，“通过比较大量星系的这些扰动，我们就能描摹出连接星系团的宇宙暗物质网络。”
破解宇宙谜题
近年来，标准宇宙学模型遇到了三个令人困惑的“张力”或异常现象：
- 膨胀率之谜： 根据早期宇宙的模型，今天的宇宙膨胀速度比预期的要快。
- 平滑度之谜： 宇宙中的物质分布比预期的更均匀（或“更平滑”）。
- 暗能量之谜： 最近的数据表明，驱动宇宙膨胀的暗能量可能正在出人意料地减弱。
罗曼望远镜将为解决这些谜题提供关键数据。它将通过观测数万次超新星爆发来更精确地测量宇宙的膨胀率，并通过绘制大规模结构图来评估宇宙物质的“团块性”。此外，它对引力效应的精确测量将帮助科学家检验暗能量的强度是否真的在随时间变化。
正如麦克纳里所说：“也许这个世纪是属于理解宏观世界的世纪。”