宇宙95%是隐形骨架! 新地图曝光,暗物质竟织成巨大蛛网

拓荒号:拓荒牛 (开说)

宇宙这么大,我们平时抬头看夜空,看到的那些亮闪闪的星星和银河,其实只是冰山一角。科学家们说,整个宇宙里,能发光的东西,比如星星、行星、气体云,加起来也就占了百分之五左右。剩下的百分之九十五,全是咱们肉眼看不见的玩意儿,其中百分之二十七是暗物质,百分之六十八是暗能量。暗物质不发光,也不吸收光,但它有引力,能把可见的东西拉在一起,形成星系和更大的结构。暗能量就更神秘了,它像一股推力,让宇宙膨胀得越来越快。

这个地图是怎么画出来的呢?关键靠一种叫引力透镜的效果。光从远处星系过来,本来直直的,可路上要是碰到大质量的东西,比如暗物质聚集的地方,引力就会把光线弯曲,就像玻璃透镜一样,把后面的星系形状扭曲了。科学家们就盯着上亿个星系的照片,看它们的形状有没有被拉长或变形,从这些细微变化反推暗物质藏在哪儿。

他们用的工具是安装在智利山上的一个大望远镜,配了个超级相机,能一次拍下很大一片天空。从好几年前开始,这个项目拍了六年,记录了超过一亿个星系的模样。这些星系的光,很多都走了几十亿年才到地球,路上被暗物质的引力轻轻掰了一下。别小看这点弯曲,它弱得像手机夜拍时的噪点,可科学家们硬是开发出聪明的方法,把这些信号从杂乱数据里抠出来。数据量大得吓人,处理起来像在雪地里找一根针,但他们做到了。

地图画好后,大家一看,暗物质果然形成了张巨大的网。网上的丝线像纤维一样交织,节点处堆满了星系团,中间空荡荡的区域像一个个大泡泡。这结构跟电脑模拟了好多年的宇宙网理论,完全吻合。想想大爆炸刚开始时,宇宙里物质分布有点不均匀,小小的密度差别,被引力一点点放大,就拉出了这些丝线和空洞。暗物质因为不跟光打交道,引力作用最纯正,所以它成了主力骨架。普通可见物质呢,就跟着贴上去,形成咱们看到的星星和星系。

这种网状结构,让人联想到日常的东西。比如揉面团时,里面有点酵母,慢慢发酵就鼓起大包,中间出现窟窿眼。宇宙也类似,刚开始的小波动,被暗物质的引力越拉越大,最终成了今天这副模样。科学家们有个主流模型,把宇宙分成百分之五普通物质、百分之二十七暗物质、百分之六十八暗能量。这次地图基本证实了模型的预测,暗物质的团块大小、数量、分布,都跟计算的差不多。

可仔细瞧瞧,又发现了个小疙瘩。观测到的暗物质聚集程度,比从早期宇宙推算出来的稍微松散一点点。这差别不大,就几个百分点,但在天文学里,这可不是小事,得追根刨底。有人说可能是观测时出了点偏差,毕竟这么远的东西,测量总有误差。也有人觉得,这或许是新发现的线索。历史上类似的小差别,可没少带来大惊喜。比如当年水星轨道有点怪,后来就催生了全新的引力理论。

现在,大家猜来猜去,会不会暗能量不是一成不变的,而是随着时间慢慢变弱?或者暗物质之间有啥隐藏的互动?甚至大尺度上的引力,跟我们想的有点不一样?这些想法听起来挺刺激的,因为如果真这样,宇宙的秘密就又多揭开一层。

未来几年会更热闹。欧洲有个太空望远镜已经上天了,从太空直接拍,避免地面大气干扰。它会带来更清晰的图片。还有其他项目在做三维地图,覆盖更多星系。人类就住在太阳系一颗普通行星上,却能用镜子和电脑,窥探一百多亿光年外的秘密,这事儿想想就让人心里热乎乎的。我们渺小,却又那么有办法,一步步靠近那些看不见的真相。


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