「昴」天文望遠鏡有望揭示暗物質和暗能量

一個由東京大學牽頭的國際研究小組利用「昴」天文望遠鏡超廣角主焦點照相機（HSC），製作並分析了宇宙暗物質的三維空間分布圖，這也是迄今最深（過去宇宙）的暗物質廣域天域地圖。

研究小組成功觀測了1000萬個星系形狀的引力透鏡效應，精確測定了表示星系等宇宙結構形成程度的物理量。觀測結果與歐洲空間局（ESA）的宇宙背景放射觀測衛星Planck及其他宇宙觀測結果組合，成功獲得了暗能量的性質等見解。 HSC測定的結果與觀測附近宇宙的美國暗能量調查（DES）和歐洲Kilo-Degree Survey (KiDS)的引力透鏡觀測結果相一致，但這些引力透鏡的觀測結果與Planck衛星預言的宇宙模型比較，暗示宇宙結構的形成度不大。這些不一致之處是統計上的誤差，還是現在標準宇宙模型不完善，利用HSC觀測數據可以解決該疑問。本次成果是通過HSC觀測開始揭示暗物質、暗能量精密宇宙論的第一步。

暗物質無法利用光線看到。但正如愛因斯坦相對論預言的一樣，宇宙引力可使遠方星系發出的光線扭曲，即引力透鏡現象。遠方星系發出的光線經過90億年長途跋涉，到達「昴」望遠鏡。通過觀測遠方宇宙的光，可以了解宇宙結構的形成，接近引起宇宙膨脹的暗能量之謎。暗能量的最單純模式是宇宙常數，基於宇宙常數的宇宙模型，與包括HSC結果在內的所有宇宙觀測沒有矛盾。

研究小組發現的引力透鏡效果非常微小，但仍可測定星系形狀，通過數百萬個星系形狀測定，可復原宇宙物質（主要為暗物質）的三維分布。通過對暗物質分布的詳細分析，可調查宇宙數十億年來是如何形成的。

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