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天文学家绘制宇宙中最精确的暗物质地图

2017-03-12   标签:暗物质    来源:zmescience.com
根据目前的理解,宇宙约含27%的暗物质、68%的暗能量、5%的普通物质。
Astronomers create the most accurate map of dark matter in the Universe

天文学家绘制宇宙中最精确的暗物质地图
上图是一个遥远星系团的3D可视化暗物质精确地图,数据来自哈勃望远镜

为帮助人们揭晓宇宙奥秘,耶鲁的研究人员绘制出迄今为止最精确的一副暗物质地图。

无论何时,当我们望向宇宙,多数时候只能看到漆黑一片。根据目前的理解,宇宙约含27%的暗物质、68%的暗能量、5%的普通物质。让我们举暗物质作为例子。这是一种未经鉴别的物质类型,它不发出电磁辐射(如光),也不与之发生作用。因此,我们无法看见它。而我们之所以知晓暗物质的存在,是因为我们能看到它的引力效应——比如引力透镜。

当地球和遥远光源之间存在大质量天体(如星系团)时,我们就会观察到引力透镜现象——光线在靠近星系团时产生弯曲。科学家可以通过研究大量遥远星系的形状和位置,来测量任何区域的透镜场的剪力。这反过来可以用于重构该区域的质量分布——尤其是能够重构出暗物质的背景分布。

我们用这三个透镜星团的数据,成功绘制出星团内部的高精度暗物质分布。我们探测出了该数据允许我们探测到的所有暗物质团,并绘制出了迄今为止最细致的暗物质地形图。

简而言之,科学家能看到引力透镜现象,也能看到周围的普通物质,而普通物质无法解释的透镜现象就意味着暗物质的存在。只要在多个方向上重复多次,我们就能够得到一副暗物质地图。

不过,尽管我们现在知道宇宙暗物质的精确总量,也能知道它在宇宙中的分布状况,但暗物质本身仍旧是个谜团。

值得注意的是,此地图和之前的计算机模拟非常相似。也就是说,天文学家仅仅依靠间接证据,就能够精确地对暗物质进行预测,这十分令人钦佩。同时,这也证明了该领域近年来的卓越进展。


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