帶你看整個宇宙的暗物質

科技 07-19

博科園：宇宙是由時間、空間和能量三大部分構成、其中能量是由暗物質、暗能量和普通物質構成（其理論佔比是4%普通物質。24%是暗物質，72%暗能量）由於暗物質和暗能量的特殊性現階段暫無直接證據證明均為間接方式、普通物質也就如恆星、地球、你、我等組成物質，想想僅4%就組成目前預估的40000億個星系、可見宇宙的總能量是有多麼的巨大？想想就資源真豐富、可惜目前也只能坐吃山空啊！（說到物質、還有一位功臣可謂功不可沒、它就是希格斯場、因為它賦予了宇宙中的基本屬性——質量，想像一下沒有質量原子核還能束縛中字質子嗎？地球還會有引力？各種物質天體還會形成嗎？……當然不會、假如突然沒有了質量這一切都將瞬間崩潰…其場面反正我是無法用語言來描述的）

下面來看看宇宙中這些地方的暗物質

No.1：子彈狀星系團

在星系團碰撞過程中的熱氣體被看作是包含大部分正常物質的兩個粉紅色團塊。右邊的子彈狀的團塊是來自一個星系團的熱氣體，它通過另一個星系團的熱氣團。用望遠鏡來探測星系團中的大部分物質，這些物質原來是暗物質（藍色突出顯示）。

圖片版權：Credit: X-ray: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch et al.; Optical: NASA/STScI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.; Lensing Map: NASA/STScI; ESO WFI; Magellan/U.Arizona/D.Clowe et al.

No.2：哈勃揭示暗物質的幽靈環

在星系群ZwCl0024 + 1652中漂浮的暗物質的幽靈環，是迄今為止存在暗物質的最強證據之一。天文學家認為，暗物質環是由兩個巨大的星系群之間的碰撞產生的。

圖片版權：ESA/Hubble

No.3：暗物質與燦爛星系間的聯繫

該圖顯示了在大爆炸16億年後，在早期宇宙的模擬中暗物質，大量光環和發光類星體的分布。灰色絲狀結構顯示暗物質的分布；小白圈標誌著暗物質的集中「光暈」比太陽質量的3萬億倍更大;；更大的藍色圓圈標誌著最大規模的光環，超過7萬億倍的太陽，它是最明亮的類星體。SDSS樣本中類星體的強烈聚類表明它們位於這些罕見的非常大的光環中（圖中顯示的方形盒子是360萬光年）

圖片版權：Paul Bode and Yue Shen, Princeton University

No.4：小星系中隱藏的秘密

銀河NGC5291（橙色，在中心）和它的碎片環（藍色），通過超大陣列干涉儀看見。研究人員已經發現了密集星形成組（紅色顯示）存在暗物質的證據，其中存在「回收」的矮星系。

圖片版權：P-A Duc/CEA-CNRS/NRAO-NASA

No.5：早期宇宙的新模型

大爆炸後5.9億年的宇宙可能看起來像這樣，根據計算機模擬，有一些暗物質（綠色）和星系不同亮度的星系（黃色最亮）的星系。

圖片版權：Alvaro Orsi, Institute for Computational Cosmology, Durham University.

No.6：隱形的星系

這個橢圓顯示了天空區域中一個由暗物質構成的星系

圖片版權：Cardiff University/Isaac Newton Telescope on La Palma

No.7：細絲狀分布的暗物質

在這個計算機模型中表示了在整個宇宙中暗物質的分布。

圖片版權：NASA / UNC

No.8：暗物質的映射空間

這張由哈勃太空望遠鏡的拍攝的圖顯示了4快在超星系團Abell 901/902的暗物質的分布。

圖片版權：NASA, ESA, C. Heymans (University of British Columbia), M. Gray (University of Nottingham), M. Barden (Innsbruck), STAGES collaboration.

No.9：銀河系的暗物質比重比想像中的多

宇宙中的普通物質和隱形的暗物質在這幅由太空望遠鏡觀測組合的圖像中被揭示出來。普通物質呈紅色，其分布主要由歐洲航天局的XMM / Newton望遠鏡觀測。哈勃太空望遠鏡記錄的藍色區域區分不可見和難以捉摸的暗物質區域。灰色區域表示恆星和星系，哈勃望遠鏡可觀察到可見光。

圖片版權：NASA, ESA and R. Massey (California Institute of Technology)

No.10：暗物質模擬圖

計算機模擬顯示暗物質方式分布。在圖中，高密度區域顯得明亮，而暗區域幾乎是，但不是完全為空的。

圖片版權： Institute for the Physics and Mathematics of the Universe

No.11：強大的宇宙碰撞造成物質的分離

美國宇航局的錢德拉X射線天文台和哈勃望遠鏡捕獲了星系團的另一個強大的碰撞。像其著名的表兄弟所謂的「子彈星團」一樣，這種星系團的碰撞顯示了暗物質和普通物質之間的明顯分離。這有助於回答一個至關重要的問題，即黑暗物質是否以與重力不同的方式與自身相互作用。

圖片版權：X-ray(NASA/CXC/Stanford/S.Allen); Optical/Lensing(NASA/STScI/UC Santa Barbara/M.Bradac)

No.12：暗物質保護的星系

這四個矮星系是在附近的英仙座星系團混亂中心部分。美國航空航天局的哈勃望遠鏡拍攝的圖像證明，這些未受干擾的星系被暗物質的「緩衝」所包圍，從而保護他們免受分離與其他星系碰撞。

圖片版權：NASA, ESA, and C. Conselice and S. Penny (University of Nottingham)

No.13：模擬難以捉摸搜尋的暗物質

研究人員通過將散射在距離地球的一系列距離的一百多萬個星系的引力透鏡數據相結合，在宇宙的大部分地區創造了一幅暗物質的3D地圖。盒子的三個軸（底部）對應於天空位置，距離地球的距離從左到右增加。

圖片版權：NASA，ESA，R. Massey（加州理工學院）

No.14：胖乎乎的星系團表明暗物質在很久以前很強了

這張NASA哈勃空間望遠鏡圖像顯示了巨大星系團Abell 1689中心的暗物質分布，包含大約1000個星系和數萬億顆恆星。

圖片版權： NASA, ESA, D. Coe (NASA Jet Propulsion Laboratory/California Institute of Technology, and Space Telescope Science Institute), N. Benitez (Institute of Astrophysics of Andalusia, Spain), T. Broadhurst (University of the Basque Country, Spain), and H. Ford

No.15：暗物質模擬

當宇宙大約30億年時，暗物質的分布從星系形成的數值模擬中獲得。左面板顯示暗物質顆粒的連續分布，而右側面板突出了用於形成星爆星系的暗物質光環，其最小暗物質光暈質量為太陽的三千億倍。