利用重力透镜星系与微波背景辐射，确认 120 亿光年外迄今最远暗物质

cnBeta • 2023年9月27日 16:12 • 游戏评测

由于光速有上限，我们现在看到的遥远星系已不是如今模样，而是数十亿年前的状态，更更具挑战的是观察遥远星系内不发光的暗物质。最近，科学家观察到迄今为止最古老的暗物质，距离远达120亿光年，让早期宇宙的种种谜团更加明朗; 团队还发现某些区域暗物质比理论预测还要少，将有助于改善模型。

包括银河系在内，宇宙中所有星系都以惊人的速度旋转着，物理学物测星系内物体应该要被离心力甩出去，显然这些意外没有发生，无论地球还是太阳都稳稳当当地锚定。所以物理学家推测有某种看不见的东西填充着星系，保护它们免于分崩离析。

这个看不见、感觉不到、至今也没有直接证据的东西就是暗物质，虽然目前仪器设备无法直接发现暗物质，但我们有很多方法能确认暗物质对宇宙运作的影响力，比如分析暗物质如何将星系聚集在一起。
利用这一原理，日本名古屋大学团队宣布了一项暗物质非凡新发现：在一片深空区域发现许多古老星系周围的暗物质晕圈，能追溯到120亿年前，相当于大爆炸后不到20亿年，可能成为人类研究最早的暗物质环，打开早期宇宙学新篇章。

团队首先使用昴星团望远镜数据确定 150 万个重力透镜效应的星系，再结合普朗克卫星的微波背景辐射数据，测量这些星系周围是否有暗物质且如何扭曲更远方的微波，最后得出了完整星系演化图，包含星系内部与周围的暗物质。

这项研究最令人兴奋的发现之一与暗物质团块有关。根据宇宙学标准理论 ΛCDM 模型，微薄背景辐射中的细微波动会通过重力吸引周围物质密集堆积，形成不均匀的团块，进一步形成恒星和星系，该新研究结果表明团块测量值低于 ΛCDM 模型预测值，代表我们需重新审视模型中某些假设。

团队只审查了昴星团望远镜三分之一数据，研究人员下一步计划分析完整数据集，预计能更精确测量早期宇宙的暗物质分布。等未来薇拉·鲁宾天文台投入运作，科学家将有机会「看见」130 亿年前的暗物质分布。