NASA揭示暗物质如何影响宇宙的新细节

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來源:大紀元


美国NASA的韦伯太空望远镜拍摄的大约80万个星系，叠加了一张暗物质分布图（蓝色部分）。(NASA/STScI/J. DePasquale/A. Pagan)

【大纪元2026年01月27日讯】（大纪元记者陈俊村报导）藉由美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯‧韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）前所未有的灵敏度，科学家正在进一步了解暗物质影响星系、恒星甚至像地球这样的行星的方式。

NASA在1月26日发布的新闻稿中指出，科学家利用该局的韦伯太空望远镜的数据绘制出迄今为止最详细、分辨率最高的暗物质分布图之一。这张地图展示了这种看不见的神秘物质如何与构成恒星、星系以及我们所能看到的一切的“普通”物质重叠交织。

这张地图建立在先前的研究基础上提供了更多证据和新的细节，以说明暗物质如何在最大尺度上塑造宇宙——跨越数百万光年的星系团——最终形成星系、恒星和像地球一样的行星。

暗物质不会发光，也不会反射光，不会吸收光，甚至不会阻挡光，它就像幽灵一样穿过普通物质，但它确实通过引力与宇宙相互作用，这张地图以前所未有的清晰度展现了这一点。

这种交互作用的证据在于暗物质和普通物质的重叠程度。韦伯太空望远镜的观测证实，这种紧密的重叠并非巧合，而是因为暗物质的引力在宇宙历史中不断吸引普通物质所致。

这项研究的报告撰写人之一、英国杜伦大学（Durham University）天体物理学家马西（Richard Massey）说：“无论我们在哪里看到由数千个星系组成的大星系团，我们都会在相同位置看到同样大量的暗物质。当我们看到连接两个星系团的一串普通物质时，我们也会看到一串暗物质。”

他说：“这不仅仅是因为它们的形状相同。这张地图显示，暗物质和普通物质一直都在相同位置。它们一起演化。”

关于这张地图

这张新地图覆盖的区域位于六分仪座（Sextans）内，面积约为满月的2.5倍。全球科学家利用至少15台地面和太空望远镜，基于“宇宙演化巡天”（Cosmic Evolution Survey）计划，对该区域进行了观测。

他们的目标是精确测量该区域普通物质的位置，并将其与暗物质的位置相比较。该区域的第一张暗物质分布图由科学家于2007年利用NASA哈伯太空望远镜（Hubble Space Telescope）的数据绘制而成。

韦伯太空望远镜对该区域进行了总计约255小时的观测，识别出将近80万个星系，其中一些是首次被发现。

随后，研究人员经由观测暗物质的质量如何弯曲空间本身来寻找暗物质，这种情况反过来又会弯曲从遥远星系射向地球的光线。在他们观测时，这就好像这些星系的光线穿过了一块弯曲的玻璃。

经由韦伯太空望远镜绘制的地图所包含的星系数量大约是以地面天文台绘制的同类地图的10倍，也是以哈伯太空望远镜绘制的同类地图的2倍。它揭示了新的暗物质团块，并以更高的分辨率呈现了哈伯太空望远镜先前观测过的区域。

为什么暗物质很重要？

在宇宙诞生时，普通物质和暗物质的分布可能非常稀疏。科学家认为，暗物质首先开始聚集，而这些暗物质团块随后将普通物质拉拢在一起，形成有足够物质来孕育恒星和星系的区域。

就这样，暗物质决定了宇宙中星系的大尺度分布。它促使星系和恒星的形成比原本更早开始，也因此为行星的最终形成创造了条件。

这是因为第一代恒星将氢和氦——在早期宇宙中构成绝大多数原子——转化为如今构成地球等行星的丰富元素。换句话说，暗物质为复杂行星的形成提供了更多的时间。

这项研究的另一名报告撰写人、NASA喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）的天体物理学家罗兹（Jason Rhodes）说：“这张地图提供了更有力的证据——如果没有暗物质，我们银河系中可能就不会存在那些能孕育生命的元素。”

他说：“暗物质并非我们在地球上甚至在太阳系内的日常生活中会接触到的东西，但它无疑影响了我们。”

上述研究成果于1月26日发表在《自然‧天文学》（Nature Astronomy）期刊上。