天文学家公布至今最大的宇宙暗物质地图

暗能量调查团队(Dark Energy Survey Collaboration)的天文学家利用人工智能分析了一亿个星系的形状和光的图像,绘制了一份覆盖南半球四分之一天空(从地球上可见夜空总面积的八分之一)的地图。 这是到目前为为止最大的暗物质地图。 他们还绘制了巨大宇宙空洞的位置。 这有助于人们更近距离地了解宇宙是由什么组成的,以及它是如何进化的。

寻找暗物质:可能由奇特“半磁体”组成
寻找暗物质:可能由奇特“半磁体”组成

暗物质是现代物理学中最难以捉摸的谜团之一。 天文学家认为,暗物质约占宇宙质量的八成,它的重力足以将整个星系结合在一起,形成一种称为宇宙网的结构。

当遥远星系到达地球的光线发生弯曲时,根据时空扭曲现象,研究人员可以推测出暗物质的存在。 研究小组追踪了来自一亿个星系的光的数据,每个星系看起来都是不超过十个像素的光点。 他们将数据输入到机器学习算法中,并使用人工智能来识别与光线中的模式,绘制了这份暗物质地图。

地图中可以看到粉红色、紫色和黑色的斑点,聚集在一个浅色的环内(银河系的叠加图像),地图上最亮的区域显示了暗物质最密集的地方,与超星系团相对应,而黑色斑块是宇宙的空洞。

英国伦敦大学学院和法国巴黎高等师范学院的尼尔·谢弗李(Niall Jeffrey)博士是表示,地图向我们展示了从未见过的宇宙的新部分。 我们真的可以看到这种宇宙网络结构,包括这些称为宇宙空洞的巨大结构,这是宇宙中密度非常低的区域,那里几乎没有星系,物质也很少。

根据宇宙学标准模型,宇宙开始于大爆炸,然后发生膨胀。 物质根据爱因斯坦描述重力的广义相对论而进化。 这些重力创造了物质部分和空洞,构成宇宙网。

暗能量调查团队的计算显示,尽管这种物质的分布与标准模型中的预测大体一致,但并不是完美的匹配。 他们发现暗物质并不像预期的那样呈块状,有迹象表明它更平滑、分布更广。 谢弗李表示,这可能意味着爱因斯坦的广义相对论出了问题。

英国伦敦大学学院的暗能量调查英国联盟主席奥弗·拉哈夫(Ofer Lahav)教授则持保守观点,他认为这可能只是因为测量宇宙形状的方法并不完全正确。

【图:暗能量调查团队;文:节录自科学网页;新闻资讯由林景明提供】

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