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天文学家绘就迄今最大暗物质地图 |
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证实了目前关于宇宙物理特性、构成及进化的普适理论 |
明亮区域代表着由暗物质聚集而成的丝和块。
图片来源：L. Van Waerbeke，C. Heymans，CFHT Lens collaboration
本报讯（记者赵路）天文学家日前绘制出迄今为止最大的宇宙暗物质地图。这种看不见的物质并不发光，但它会对周围的环境施加引力。暗物质可能由未知的基本粒子构成，并且比构成恒星、行星和人类的普通物质更为普遍。
就像计算机模拟预测的那样，新的地图显示，暗物质被集中在一些巨大的团块以及丝状体中，其间布满了巨大的空旷区域。加拿大温哥华市不列颠哥伦比亚大学的天体物理学家Ludovic Van Waerbeke表示：“我们很高兴看到最终的结果与我们的预测相类似。”
为无形的东西绘图可能听起来不靠谱，但实际上却相当简单。就像一个隐形人在你的床上睡觉会在床单上留下皱褶一样，看不见的暗物质所产生的引力会使观测到的背景星系的形状产生微小的扭曲。Van Waerbeke的合作者、英国爱丁堡大学的Catherine Heymans表示，利用这种“弱引力透镜”效应绘制暗物质是“了解黑暗宇宙的重要的第一步”。
在5年的时间里，研究小组利用安装在美国夏威夷莫纳克亚山上的加拿大—法国—夏威夷望远镜（CFHT）上的340-兆像素MegaCam照相机，对距离约60亿光年的1000万个星系进行了成像。Van Waerbeke说：“我们的地图比迄今为止最大的暗物质地图大了100倍。”对这些星系的形状进行的一项统计分析揭示了介于其间的暗物质的空间分布情况。
天文学家在日前于得克萨斯州奥斯丁市召开的第219届美国天文学会大会上公布了这一研究成果。它看起来非常接近超级计算机对宇宙进化进行的模拟分析，即暗物质成群分布在由丝和结构成的“宇宙网”中。就像宇宙论指出的那样，这些块状疙瘩——大部分的暗物质便聚集于此——整齐地与巨大的星系团契合在一起。
普林斯顿大学的天体物理学家Rachel Mandelbaum指出，实际上，“像CFHT透镜巡天这样的项目能够用来验证暗物质理论和广义相对论”。Van Waerbeke说，迄今为止，“一切看来都正常。这些地图所展现的恰好是我们所预测的”。换句话说，这些结果证实了目前关于宇宙物理特性、构成以及进化的普适理论。
按照研究小组成员、爱丁堡大学的Fergus Simpson的说法，透镜巡天揭示的不仅是暗物质如何扭曲光线，同时还有暗物质如何随着时间的流逝而成群分布。他说，这些结果已经排除了许多想要代替爱因斯坦的广义相对论的理论。例如，Simpson说，被称为改良牛顿力学的一种理论便不再拥有暗物质数据的支持。
Heymans解释说，尽管透镜巡天揭示了暗物质的分布情况，而由其他项目计划在不久的将来进行的其他类型的观测将对更神秘的暗能量作出阐释，而后者似乎加速了宇宙的膨胀。她说，今后，名为欧几里德的欧洲空间望远镜将同时完成这两类观测。“我们真的都需要。”
《中国科学报》 (2012-01-11 A2 国际)
