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据NASA报道，天文学家利用哈勃太空望远镜侦测到目前已知的最小暗物质团块，为广为接受的冷暗物质模型提供了有力支持。 根据冷暗物质模型，所有星系都形成并镶嵌在暗物质云团中，暗物质本身则由某种移动缓慢的粒子组成，所谓的“冷”其实是粒子移动速度慢的意思。这些神秘粒子会聚集在一起形成质量高至银河系数十万倍，低至不超过商用飞机的规模不一的团块。 哈勃的最新观测为我们理解暗物质的性质和行为带来了全新认识，有力支持了冷暗物质理论。“我们对冷暗物质模型进行了一次非常有说服力的观测验证。”观测小组成员，加州大学洛杉矶分校的Tommaso Treu如是说。 暗物质和暗能量是当今宇宙学中的两大谜题。在标准宇宙学模型中，普通物质只占宇宙的5%左右，神秘的暗物质和暗能量则分别占据大约27%和68%。讽刺的是，人们至今对暗物质和暗能量知之甚少。 虽然都姓暗，但两者存在本质区别，暗物质表现出引力作用，维系着星系团和星系的结构；暗能量则表现出反引力作用，主导着宇宙加速膨胀。尽管如此，暗物质和暗能量还是颇有渊源——两者都是科学家为了使观测与当前理论相洽而提出的概念。嗯，它们名字里的“暗”，大概就是背黑锅的意思吧。 以暗物质为例，天文学家通过观测发现，星系的运转速度远超预期，如果没有额外质量的话将发生解体。于是，暗物质就这么应运而生了。虽然暗物质看不见摸不着，但我们可以依靠引力效应展开间接探测。 在此之前，我们已经在大型和中型星系周围探测到聚集分布的暗物质，但一直没能发现规模更小的暗物质团块。以至于有些科学家提出暖暗物质理论，认为暗物质粒子由于快速运动而无法形成较小的团块。显然，哈勃的最新观测击碎了这样的想法。 在本次观测中，天文学家又一次巧妙借助了神奇的引力透镜。他们将哈勃太空望远镜依次对准八个遥远的类星体，观测它们在前景星系的引力透镜作用下的成像情况。 据介绍，所有八个观测对象都是从斯隆数字巡天和暗能量巡天等地面巡天的探测成果中筛选出来的。这些类星体距离地球大约100亿光年，前景星系则在大约20亿光年之外。关键在于，这些类星体和前景星系相对地球分布得恰到好处，使类星体能够在引力透镜作用下形成完美的四重像，即所谓的爱因斯坦十字。 暗物质团块的存在会影响类星体成像的亮度和位置。观测小组成员，同样来自加州大学洛杉矶分校的Daniel Gilman形象地介绍道：“想象一下，这八个前景星系都是一个巨大的放大镜，而这些小规模的暗物质团块就像放大镜上的小裂缝，改变了类星体成像的亮度和位置。” 随后，研究人员将观测结果与在不受暗物质团块影响下的类星体成像情况进行对比，经过一系列复杂分析，最终侦测到一些小规模的暗物质团块。 谁也没想到，哈勃太空望远镜在发射升空三十年后，还能为我们带来这些关于物理学和宇宙学最前沿的认识，改变世界的机器果然名不虚传。 需要指出的是，暗物质依旧披着神秘面纱，我们至今甚至尚未找到任何表明暗物质粒子存在的直接证据。在未来很长一段时间里，对暗物质的研究还将是科学家的一大课题。好消息是，鸽王之王詹姆斯·韦伯空间望远镜升空后可能为我们带来重要线索。 |
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