天体物理学家检测暗物质在理论上的行为如何以及如何表现出现实

暗物质模拟

Universe的Funhouse镜子揭示了暗物质在理论上的行为以及如何在现实中行动的差异。

暗物质是看不见的胶水,使星星在星系内保持在一起。它构成了大多数银河系的质量,并创造了一种无形的脚手架,使星系成为形成簇。

暗物质不发射、吸收或反射光。它不与任何已知粒子相互作用。只有通过它对太空中可见物质的引力才能知道它的存在。

尽管暗物质在整个宇宙中被轻微地涂抹,它却堆积在被称为星系团的空间区域中。这些巨大的星系团都是由大约1000个单独的星系组成的,每个星系都携带着自己的一团暗物质。

在杂志的一项新研究中科学耶鲁大学天体物理学家Priyamvada Natarajan和一个国际研究团队进行了分析哈勃太空望远镜来自几种大规模的星系集群的图像,发现与群集星系相关的较小的暗物质DOWOPS比理论家预测得多。

该发现意味着科学家对暗物质的理解可能存在缺失的成分。

哈勃太空望远镜Macs J1206暗物质

这张哈勃太空望远镜拍摄的图像显示了巨大的星系团MACS J1206。星系团内嵌入的是遥远背景星系的扭曲图像,看起来像弧形和模糊的特征。这些扭曲是由星系团中暗物质的数量引起的,它们的引力弯曲并放大了来自遥远星系的光。这种效应被称为引力透镜效应,它使天文学家能够研究遥远的星系,否则这些星系会太微弱而看不见。有几个星系团星系的质量和密度足以扭曲和放大远处的源。这三个引线中的星系代表了这样的效应。在右上方和底部的快照中,两个遥远的蓝色星系被前景透镜化,红色星系团星系形成环和多个遥远天体的图像。左上角星系周围的红色斑点表示来自单一遥远来源的氢云团的发射。由于透镜效应,可见四次的光源可能是一个微弱的星系。这些斑点是由位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)上的多单元光谱探测仪(MUSE)探测到的。 The blobs do not appear in the Hubble images. MACS J1206 is part of the Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble (CLASH) and is one of three galaxy clusters the researchers studied with Hubble and the VLT. The Hubble image is a combination of visible- and infrared-light observations taken in 2011 by the Advanced Camera for Surveys and Wide Field Camera 3.
Credit:NASA,ESA,P. Natarajan(Yale University),G. Caminha(格罗宁大学),M. Meneghetti(博洛尼亚的天体物理学和空间科学的Inaf-Observatory),Clash-VLT / Zooming团队;致谢:NASA,ESA,M.邮递员(STSCI),冲突队

“我们目前的理论模型根本没有捕捉到真实宇宙的一个特征,”该研究的资深作者、耶鲁大学天文学和物理学教授纳塔拉简(Natarajan)说。“这可能标志着我们目前对暗物质本质及其属性的理解存在一个缺口,因为这些精致的数据使我们能够在最小的尺度上探测暗物质的详细分布。”

天文学家能够通过弯曲星系产生的光线弯曲“映射”在星系集群内的暗物质分布 - 一种称重透镜的概念。像一个有趣的镜子,引力镜头扭曲了群体星系的望远镜图像中出现的背景星系的形状。簇中的暗物质浓度越高,观察到的镜头效应越大。

研究人员使用了图像美国宇航局哈勃太空望远镜,加上欧洲南部天文台的光谱非常大的望远镜,生产高保真暗品地图。

数据的3D视图显示了暗物质山丘,土墩和山谷的存在。从这个角度来看,映射的暗物质看起来像山脉,达到顶峰。峰值是与单个群集星系相关的暗物质的DOWOP。

特别高质量的研究数据允许研究人员测试这些暗物质景观是否匹配基于理论的计算机模拟的Galaxy集群,其具有类似的质量,位于大致相同的距离。

他们发现的是,模拟没有在最小的尺度上显示任何相同水平的暗品浓度 - 与各个簇星系相关联的尺度。


天文学家似乎已经揭示了暗物质行为方式的一个令人困惑的细节。他们发现了小而密集的暗物质,它们弯曲和放大光的强度比预期的要大得多。来源:美国宇航局戈达德太空飞行中心

“亲自对我来说,检测一个啃咬差距 - 在这种情况下,在这种情况下的10倍 - 在观察和理论上的预测之间非常令人兴奋,”Natarajan说。“我的研究的一个关键目标是测试理论模型,提高数据质量以找到这些空隙。这是这些差距和异常,经常透露我们在目前的理论中缺少某些东西,或者它指向一个全新的模型,这将有更多的解释力。“

Natarajan已经花了十多年的暗物质的理论模型,与引力透镜的数据有关。“数据的质量和模型的复杂性现在才会融合,以允许对寒冷的暗物质范例的压力测试,并且它揭示了一个裂缝,”她说。

有关这项研究的更多信息:

参考:马西莫·梅内盖蒂、圭多·达沃里、皮埃特罗·贝加米尼、皮耶罗·罗萨蒂、普里亚瓦达·纳塔拉扬、卡洛·乔科里、加布里埃尔·b·卡米尼亚、r·本顿·梅特卡夫、埃琳娜·拉西娅、斯特凡诺·博尔加尼、弗朗西斯科·卡鲁拉、克劳迪奥·格里洛、阿玛塔·墨库里奥和厄洛斯·凡齐拉于2020年9月11日发表的《星团中观测到的小尺度引力透镜的过度》。科学
DOI:10.1126 / science.AAX5164

Natarajan表示,该团队包括来自意大利,荷兰和丹麦的研究人员,计划继续压力测试暗物质性质的理论。该研究的第一作者是意大利博洛尼亚天体物理学和空间科学天文台的Massimo Meneghetti。

10评论关于“天体物理学家发现暗物质在理论上的表现和它在现实中的表现之间的差异”

  1. Howard Jeffrey Bender.|9月28日,2020年下午3:47|回复

    从字符串理论的角度来看,另一种可能性是,暗物质看作是串/反串湮灭的影响。如您所知,量子力学要求串必须在量子泡沫中成对形成 - 一个字符串和反串 - 立即互相湮灭。量子力学还需要串和反串,以围绕“乱码”,以减少其滔滔不绝的振动能量。如果这个抖动在它们的字符串/反串湮灭之后瞬间留下一小部分,该怎么办?在我们过于恢复泡沫之前,我们将通过我们看到这种临时抖动。这就是为什么我们从未见过它 - 只有那个瞬间持续但却一遍又一遍地重复的“质量”。可以在我的YouTube中找到它的细节https://www.youtube.com/watch?v=n84yisqvgck.

  2. 呃 - 哦!除了暗物质之外的东西是无法解释的吗?让我们称之为...米色的事情!

  3. “暗物质是看不见的胶水,使星星在星系内保持在一起。”
    不完全的。如图所示,一些暗物质光环是由一些引起半乳液旋转曲线提出的,而是如图所示。第一个5-10 PARSECS在基于开普勒的第三律上的预测旋转速度附近旋转。但是你走了进一步,它的发散越多。暗物质光环 - 建议围绕星系额外的不可见质量 - 以使旋转匹配开普勒的第三律。但它没有在一起举行星系。星系可以在没有暗物质光环的情况下保持一致。只有边缘的质量较少的旋转速度。

  4. 照片当然看起来像一个超级新星被黑客被砍伐的残余物,然后叠加在另一张照片上。不是人们糟糕?

  5. 亲爱的霍华德先生本德
    如果你相信,看这个,我的袖子里什么都没有,现在看我从帽子里拿出一个宇宙。

  6. 良好的工作,但它可能无法解释暗物质,因为这些数据是代表压力测试的十年之一,我们不能说出暗物质,因为它是黑暗的。

  7. 所以你叮叮当当地看触摸味道触摸你可以猜出的任何一个,但是当他们告诉我我哈布患有所有壮族科学的豌豆大小肿瘤时,事实证明是葡萄柚尺寸。我的Mesintic Nodes已经肿了35年,以至于Reawntly您实际上宣称为一个实际器官。但是对于35年来告诉我充满了羞怯的时候,当我说面积伤害甚至触摸布告诉他们做了一个p.e.t扫描,仍然不知道。我认为你哈夫那么多关于空间的膝盖,就像你的北部的大小一样。你告诉女服务员,直到她发现很晚到迟到了。fnn dumb。哦,我提到了我在Medicare Habe腹腔腹皮上,花了7年才弄明白,我遇到了Scurvy,它被心理学家诊断出来,因为Drs Coupdnt将它弄清楚。

  8. …所以!既然有了更多的物质,那暗物质是什么呢?

  9. 如何识别暗物质

  10. 暗物质理解达到了一个阶段,直到幸运的是,我的第二本书出版了两个月左右。暗物质绝对很少有机会帮助物理阐释我们对物理和宇宙学的许多方面的理解。然而,与宇宙有关的暗物质解释绝对需要促进宇宙学和物理学。

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