“昴”天文望远镜有望揭示暗物质和暗能量
科普小知识2021-11-08 07:43:45
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东京,10月25日(记者陈超)——由东京大学领导的一个国际研究小组利用昴宿星天文望远镜的超广角主聚焦照相机(HSC)制作并分析了宇宙中暗物质的三维空间分布图,这也是广域天空中暗物质的最深(过去的宇宙)图。
研究小组成功地观察到了1000万个星系形状的引力透镜效应,并精确地测量了代表宇宙结构(如星系)形成程度的物理量。观测结果与欧洲航天局(欧空局)的宇宙背景辐射观测卫星普朗克和其他宇宙观测结果相结合,成功地获得了诸如暗能量的性质等见解。
HSC的结果与美国暗能量调查(DES)和欧洲千度调查(KiDS)的结果一致,这两项调查观察了附近的宇宙。然而,这些引力透镜的观测结果与普朗克卫星预测的宇宙模型进行了比较,表明宇宙结构的形成程度并不大。无论这些不一致是统计错误还是当前的标准宇宙模型是不完美的,都可以通过HSC观测数据来解决。这一成就是通过哈勃太空望远镜观测揭示暗物质和暗能量的精确宇宙学的第一步。
暗物质不能被光看到。然而,正如爱因斯坦的相对论所预言的那样,宇宙引力会扭曲遥远星系发出的光,即引力透镜效应。来自遥远星系的光已经传播了90亿年到达昴宿星望远镜。通过观察遥远宇宙的光,我们可以了解宇宙结构的形成,并探索导致宇宙膨胀的暗能量之谜。暗能量最简单的模型是宇宙常数。基于宇宙学常数的宇宙学模型并不与包括HSC结果在内的所有宇宙学观测不一致。
研究小组发现的引力透镜影响很小,但它仍然可以确定星系的形状。通过确定数百万个星系的形状,可以恢复宇宙物质(主要是暗物质)的三维分布。通过对暗物质分布的详细分析,我们可以发现宇宙是如何形成了数十亿年的。