科学家们首次捕捉到暗物质的“图像”

安大略省滑铁卢市滑铁卢大学的研究人员表示，他们已经捕捉到了第一张合成图像——尽管天文学家已经谈论了几十年——但迄今为止还没有被发现，实际上也未被发现。他们说这是暗物质的图像，是巨大宇宙网中的一个连接点，我们的宇宙的数十亿个星系被认为嵌入其中。皇家天文学会在其 经过同行评审的月刊上发表了这项新工作，并在一份声明中说：

“这张合成图像结合了许多单独的图像，证实了宇宙中的星系通过一个由暗物质连接在一起的宇宙网联系在一起的预测，而暗物质直到现在仍然无法观测到。”

在这张假彩色地图中，暗物质细丝连接了星系之间的空间。明亮星系的位置由白色区域显示，连接星系的暗物质细丝的存在以红色显示。图片来自 RAS/S. Epps & M. Hudson/滑铁卢大学。

为什么天文学家认为暗物质存在？毕竟，在这张照片之前，没有人声称自己直接观察过它，更不用说捕捉到它的照片了。然而，暗物质在天文学理论中占有一席之地。它是 Lambda 冷暗物质模型（有时被称为大爆炸宇宙学的标准模型）的一个组成部分，它是一种被广泛接受的关于我们的宇宙如何运作的模型，也是一个与天文学家相信他们看到的东西非常吻合的模型，当他们向外看时空间。

一些天文学家认为我们不了解暗物质，或者认为它根本不存在。例如，2016 年，阿姆斯特丹大学的物理学家 Erik Verlinde 发布了他的新引力理论的最新部分，他说他不需要暗物质来解释星系中恒星的运动。不久之后，由荷兰莱顿天文台的天文学家 Margot Brouwer 领导的一个团队通过检查 33,000 多个星系周围的引力透镜效应来测试 Verlinde 的理论。她的团队得出结论，Verlinde 的理论与观察结果“非常吻合”。

在天文学中经常可以看到这种一两拳。一个理论提出了一些建议，而观察证明了它（或没有）。当然，理论和观察总是有缺陷和不完善的。他们还能是什么？科学家必须是神才能完美地理解宇宙的运作。

因此，在未来几周、几个月和几年内，您可能会看到其他天文学家同意或不同意这张图片代表滑铁卢大学研究人员所说的内容。

根据最被接受的宇宙理论，暗能量被认为贡献了宇宙中所有质量和能量的 73%。另外 23% 是暗物质，它只剩下 4% 的宇宙由常规物质组成，例如恒星、行星和人。饼图来自 NASA。

与此同时，要知道——根据最流行的宇宙模型——暗物质约占我们宇宙“物质”的四分之一。这种神秘的物质不会发光、吸收或反射光，尽管人们认为它的影响可以通过重力作用来识别。根据这些理论，暗物质在创造天文学家所谓的宇宙网（我们宇宙的基本结构）中是不可或缺的。事实上，这个巨大的网络被认为是由暗物质细丝组成的网络。领导这项研究的滑铁卢大学天文学教授 Mike Hudson 谈到他的团队的工作时说：

“几十年来，研究人员一直在预测星系之间存在暗物质细丝，它们的作用就像将星系连接在一起的网状上层建筑。这张图片让我们超越了预测，进入了我们可以看到和测量的东西。 ”

这个常见的图像是天文学家对蜂窝状结构的插图，有时被称为“宇宙网”。” 明亮的区域是星系团和星系团，中间是人口稀少的区域，没有星系。由于现在的天文学家认为星系是在暗物质合并和聚集在一起的过程中形成的，而且由于暗物质在我们的宇宙中被认为比构成恒星和星系的物质要丰富得多（以及像地球这样的行星，以及像你我这样的人），暗物质被认为是驱动宇宙网结构的东西。图片来自处女座联盟的 Volker Springel。

滑铁卢大学的天文学家是如何获得暗物质图像的？Hudson 和合著者、当时滑铁卢大学的硕士生 Seth Epps 使用了一种称为弱引力透镜的技术，这种效应会导致遥远星系的图像在看不见的质量（如行星，黑洞，或者在这种情况下——这些科学家说——暗物质。他们说，他们在夏威夷莫纳克亚山上的加拿大-法国-夏威夷望远镜的多年天空调查中测量了这种影响。

他们结合了来自 45 亿光年外的 23,000 多个星系对的透镜图像，创建了这张合成图像或地图，他们说，这显示了两个星系之间存在暗物质。换句话说，根据这些天文学家的说法，它是一座暗物质桥。他们的研究结果表明，暗物质灯丝桥在相距不到 4000 万光年的系统之间最强。埃普斯 说：

“通过使用这种技术，我们不仅能够看到宇宙中这些暗物质细丝的存在，我们还能够看到这些细丝将星系连接在一起的程度。”

现在让我们看看其他天文学家是否可以复制他们的工作，以及其他人是否同意。如果他们这样做了，哇……太棒了！

最后：安大略省滑铁卢市滑铁卢大学的天文学家表示，他们已经捕捉到了有史以来第一张暗物质图像。