宇宙中的暗物质地图


战斗警报!
所有媒体都报道了:我们已经绘制出了不可见物质的地图。Yannick Meillier和他的团队基于引力透镜效应影响星系图像的假设,认为这些效应是由于目前无法观测到的物质造成的,他们绘制出了宇宙一部分的首张3D地图。因此,实验室里一片沸腾。天体物理学家受到这一方法的激励,准备将暗物质加入他们的所有模型中。理论物理学家则找到了他们想象中最为奇特的粒子,如“中性子”等的意外出路。所有这些人都将于下个月6月13、14和15日在蒙彼利埃大学会面,讨论创建一个专门研究天体粒子的实验室的可能性,该实验室将由INSU(国家科学研究中心宇宙科学研究所)支持。
...................以下是著名的地图:

同样的地图,以切面形式:



但是,正如俗语所说,大众的声音就是上帝的声音,这是2000年3月17日《世界报》文章的复制品。
如果暗物质能偏转光的路径,那它一定存在。
遥远星系图像的变形证明了不可见的巨大物体的存在。
多年来,天文学家一直在努力揭示暗物质(占宇宙90%的物质)。为了解释这种无法被望远镜观测到的物质,提出了许多假设:大质量天体(褐矮星)和基本粒子(中微子)。但这些假设都不成立。因此,人们认为这种物质可能由尚未发现的理论粒子组成。
天文学家明确表示:宇宙中90%的物质无法被他们的望远镜捕捉到。只有在照片中可以看到星系以及组成它们的数十亿颗恒星,以及点缀天空的黑暗或明亮星云,还有能量巨大的闪光,其产生机制尚未完全理解(...)。随着技术的进步,新的窗口在红外线、紫外线、X射线和伽马射线中打开。最近,天文学家还进入了中微子天文学,这些短暂的粒子可能对宇宙质量有显著贡献。
...但理论家们知道,尽管如此,宇宙的大部分仍然无法被天文学界所理解,他们无法满足于仅10%的实验范围。这就是为什么他们多年来一直在努力揭示这种著名的暗物质,它是宇宙的主要组成部分。由巴黎天体物理研究所的一支团队,与法国天文学家(CEA Saclay,加拿大-法国-夏威夷望远镜(CFHT)和马赛空间天文学实验室)以及外国天文学家(加拿大、德国、美国)合作,刚刚打开了一扇通往这个世界的窗口。就在他们之前,由Richard Ellis(剑桥和加州理工学院)领导的英国团队和由Tyson(贝尔实验室,新泽西州)领导的美国团队也部分确认了这些结果。...研究人员是如何战胜不可见物质并确认暗物质存在的呢?他们利用了一个原理,即光在巨大质量(太阳、星系团)附近会因重力而弯曲。这一假设已被多次验证。但天文学家想知道,这种效应是否也能在被认为密度低且数量庞大的暗物质中观察到。如果是这样的话,这种暗物质会暴露其存在,但无法被看到。
“宇宙散光”。
“1991年,巴黎天体物理研究所的Yannick Mellier解释道,理论预测遥远的天体如星系,由于在它们的光路上存在大量暗物质,可能会出现轻微的变形,呈现出拉长的椭圆形状。但根据计算,这种宇宙散光效应非常微弱,检测起来几乎是不可能的。” 此外,研究人员当时缺乏一个理论模型来验证可能的测量结果,也没有足够先进的相机来实现这些测量。自那以后,CFH 12K相机被开发出来,加拿大人Ludovic Van Waerbeke也开发了适合这项研究的处理工具。在花了五年时间分析由加拿大-法国-夏威夷望远镜拍摄的约20万个遥远星系后,研究人员终于取得了成果。经过适当处理,CFHT拍摄的天空背景照片中现在出现了数百个绿色小椭圆,这些是星系。...那么,我们是否可以推断这种现象确实是由于星系发出的光受到重力影响而产生的呢?“当然可以,”Yannick Mellier回答道。如果没有物质在光路中(即没有重力效应),即使椭圆星系也会呈现为小圆点。而在相反的情况下,照片上会布满小椭圆。此外,重力效应倾向于组织这些星系,就像磁铁根据磁场方向引导铁屑一样。
尚未发现的粒子。
这些难以察觉的变形和星系的重新组织使我们能够确认,光的路径被稀薄而不可见的物质丝状结构所偏转。这种物质的密度较低(与太阳和星系团不同),但由于其巨大的范围(1亿到10亿秒差距,1秒差距等于3.36光年),其影响仍然可以被察觉。相比之下,我们的银河系最长只有34,000秒差距。...根据法国团队在计算机上重建的三维模型,这种效应令人震撼。在光到达我们之前,它不断在这些丝状结构附近改变方向,这些结构在它们占据的空间中形成了一种类似瑞士奶酪的结构。这种结构讲述了宇宙的历史,并揭示了其形成时的初始条件。因为暗物质虽然无法被我们看到,但其性质与我们所知的普通物质(重子物质)不同。据理论家们所说,它由尚未发现的粒子组成——如“弱相互作用大质量粒子”(WIMPs)、轴子、超对称粒子等。...天文学家刚刚打开了一扇新的大门,他们即将在两年后在CFHT安装一台四倍大的相机——MegaCam,由萨克雷的CEA开发。在更遥远的未来,人们计划部署一个由100台一米直径望远镜组成的网络,并发射一颗名为Snapsat的美国卫星,专门用于观测爆炸性恒星(超新星),但也能追踪暗物质的影响。
让-弗朗索瓦·奥热尔。

这并不像看起来那么明显。1985年,伯纳德·福尔特与他的学生,包括Yannick Meillier,在夏威夷的三米六望远镜上,使用第一台CCD相机,发现了Abell 370星系团中的一个引力透镜弧。团队花了三年时间才说服天文学界,这种结构确实对应于“引力透镜效应”。基于这一假设的计算得出结论,这种不可见物质应位于星系团中心附近。1989年,福尔特和梅利耶设想了一种方法,仍然基于这一假设,可以重建产生这种现象的不可见物质地图。但到了1994年,福尔特和梅利耶在另一个星系团中心附近发现了一个“物体”,对他们的方法的有效性提出了质疑。这是一个“不可见物质的集中区域”,通过影响邻近星系图像的扭曲而被定位和“称重”,但与任何“常规”发光物质无关。他们对此感到困惑,于是将这张照片暂时搁置。但三年后,Yannick Meillier在Abell 1942星系团附近注意到同样的现象(见下图)。该物体用其他仪器和不同频率进行了分析,以及其环境。这一次,没有疑问:梅利耶-福尔特方法确认了一个惊人的不可见物质集中区域(是太阳质量的5×10^14倍,相当于观测到的最大星系团),并且位于一个完全黑暗的区域......

这是伯纳德·福尔特对该现象的评论(摘自《天空与空间》2000年6月):


....有问题的是,当观察者在仅占天空0.01%的区域进行观测时,他们已经发现了两个这种类型的物体。因此,随着观测的增加,不仅会绘制出这种著名暗物质的3D地图,而且可能会出现数百个“黑暗星系团”或“黑色集中区域”,正如伯纳德·福尔特决定这样称呼它们。那么,为什么和如何这些相当于已知最丰富星系团的物质浓度会影响经过其附近的光子,却不会影响周围的星系或到处游荡的气体呢?...除非存在两种不同的物质,它们“各自为政”。如果将“异常引力透镜现象”归因于“共生物质”的效应,那么会得出完全不同的解释,这在我们1997年出版的《我们失去了宇宙的一半》一书中有所提及。因此,弧线并非由暗物质的集中区域造成,而是由共生物质分布中的空洞造成。相反,这些“黑暗星系团”可能揭示了“共生物质团块”的存在,这些是原始的、热的且“几何上不可见”的结构。要弄清楚这一点,需要像梅利耶和福尔特多年所做的那样,重新进行研究,重新绘制“不可见物质的地图”,但假设这种效应不是由于暗物质(无论是奇特的还是普通的)造成的,而是由于共生物质造成的,这种物质在我们看来,就像由具有负质量和能量的常规粒子组成一样。这可能是一个适合“无畏学生”(在CNRS,这个称呼适用于那些不走寻常路的学生)的论文主题。
以下是最近暗物质支持者的示威活动:

以及共生物质支持者的示威活动:
