新的暗物质地图证实了爱因斯坦的宇宙理论

新的暗物质地图证实了爱因斯坦的宇宙理论一个由160多名天文学家组成的国际团队利用阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT），对占宇宙全部质量约85%的无形暗物质进行了新的揭示。这项具有里程碑意义的研究证实了爱因斯坦关于引力和宇宙学的理论，再次确认了物理学标准模型的有效性。在ACT天文台于2022年底退役之前，研究人员通过再次观察宇宙微波背景（CMB）收集了足够的数据用于研究。CMB是一种弥漫性辐射，充满了整个可观测的宇宙，传统上被认为是宇宙的第一个电磁哀号，起源于宇宙只有38万年的时候。天文学家追踪了宇宙中大型结构的引力--包括暗物质--是如何在到达地球的140亿年里扭曲CMB辐射的，就像放大镜弯曲通过镜头的光线一样。根据这些观测结果制作的新的详细地图显示，宇宙的"块状"和膨胀率与基于爱因斯坦引力理论的宇宙学标准模型一致。剑桥大学宇宙学教授BlakeSherwin说，新地图为正在进行的辩论提供了新的见解，有人称之为"宇宙学的危机"。这里的"危机"源于最近通过使用星系中恒星发出的背景光而不是仅仅使用CMB化石辐射进行的测量。这些结果似乎表明，暗物质不够"结实"，无法将宇宙捆绑在一起，使得宇宙学的标准模型本质上是"破碎的"，或者至少是不完整的。相反，用ACT观测站制作的新地图与源于标准模型的预测"很一致"。目前，不再需要编造新的物理定律来"修复"我们关于自然界如何运作的知识。普林斯顿大学物理学教授、ACT主任苏珊娜-斯塔格斯（SuzanneStaggs）说，"CMB透镜数据在追踪外面的东西的总和的能力方面，可以与更传统的对星系可见光的调查相媲美。综合来看，CMB透镜和最好的光学测量正在阐明"宇宙中所有质量的演变"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354667.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354667.htm

暗能量与暗物质获迄今最精确计算

暗能量与暗物质获迄今最精确计算美国天体物理学家的一项分析，对宇宙的组成和演化设置了迄今为止最精确的限制。通过这种被称为Pantheon+的分析，宇宙学家确认宇宙由大约三分之二的暗能量和三分之一的物质组成，这种物质主要以暗物质的形式，在过去数十亿年中加速膨胀。研究结果近日发表在《天体物理学杂志》特刊上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1329785.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1329785.htm

科学家验证爱因斯坦和欧拉关于宇宙加速膨胀和暗物质的理论

科学家验证爱因斯坦和欧拉关于宇宙加速膨胀和暗物质的理论日内瓦大学（UNIGE）的研究人员设计了一种新方法，通过考虑时间扭曲的度量来检验欧拉和爱因斯坦的理论，试图解释暗物质和宇宙膨胀加速的神秘现象。这种方法是首创，有助于了解宇宙中是否存在违反这两个理论的新力量或新物质。自从发现暗物质和宇宙加速膨胀以来，它们的方程的有效性就受到了考验：它们能够解释这些神秘现象吗？日内瓦大学（UNIGE）的一个研究小组开发出了第一种方法来找出答案。它采用了一种从未使用过的测量方法：时间扭曲。该研究成果最近发表在《自然-天文学》（NatureAstronomy）杂志上。欧拉（1707-1783年）和爱因斯坦（1879-1955年）的理论彻底改变了我们对宇宙的认识。欧拉提出了以自己名字命名的著名方程，为科学家们提供了计算宇宙中星系运动的有力工具。爱因斯坦用他的广义相对论证明，宇宙并不是一个静态的框架：它会被星团和星系扭曲。物理学家用各种方法对这些方程进行了测试，迄今为止都证明是成功的。然而，有两个发现继续对这些模型提出考验：宇宙膨胀的加速和看不见的暗物质的存在，暗物质被认为占宇宙中所有物质的85%。这些神秘现象是否仍然遵循爱因斯坦和欧拉的方程？研究人员仍然无法回答这个问题。"问题在于，目前的宇宙学数据无法让我们区分打破爱因斯坦方程的理论和打破欧拉方程的理论。我们在研究中证明了这一点。我们还提出了解决这一问题的数学方法。这是我们十年研究的结晶，"该研究的第一作者、联合国大学理学院理论物理系副教授卡米耶-邦万解释说。研究人员无法在宇宙的最边缘区分这两个方程的有效性，因为他们缺少一个"要素"：时间扭曲的测量。"在此之前，我们只知道如何测量天体的速度以及时间和空间扭曲的总和。卡米耶-邦万说："我们已经开发出一种方法，可以获得这种额外的测量，这还是第一次。""如果时间畸变不等于时间和空间的总和（即广义相对论得出的结果），这意味着爱因斯坦的模型不起作用。如果时间畸变与用欧拉方程计算出的星系速度不一致，这意味着后者不成立。"加拿大西蒙弗雷泽大学物理系教授、该研究的合著者列冯-波戈西安解释说："这将让我们发现宇宙中是否存在违反这两种理论的新力量或新物质。"这些研究成果将对几项旨在确定宇宙加速膨胀的起源和暗物质性质的任务做出重要贡献。这些任务包括欧洲航天局（ESA）将于2023年7月与联合国地球物理学和天文学研究所（UNIGE）合作发射的EUCLID太空望远镜，以及于2021年在亚利桑那州开始为期5年任务的暗能量光谱仪（DESI）。还有位于南非和澳大利亚的国际SKA（平方公里阵列）巨型射电望远镜项目，该项目将于2028/29年开始观测。"我们的方法将被整合到这些不同的任务中。"卡米耶-邦万兴奋地说："我们的方法将融入这些不同的任务中，DESI已经是这样做的，由于这项研究，我们成为了他们的外部合作者。研究小组已经成功地在合成星系目录中测试了其模型。下一阶段将使用DESI提供的第一批数据对其进行测试，并找出可能妨碍其应用的障碍，尽量减少系统性特征。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373347.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373347.htm

科学简单点：什么是暗物质和暗能量？

科学简单点：什么是暗物质和暗能量？人类对天空的研究已有数千年的历史，而在上个世纪，科学家们才真正开始了解宇宙是如何在一种叫做"万有引力"的力量影响下运动和变化的。万有引力影响着万物，不仅包括物质（科学术语），还包括光。它把我们的身体拉向地球，也在恒星和星系之间的遥远距离上发挥作用。在这段"科学101"视频中，博士后研究员吉莉安-贝尔茨-莫尔曼（GillianBeltz-Mohrmann）和弗洛里安-凯鲁佐雷（FlorianKéruzoré）将探讨科学界的两大谜团：暗物质和暗能量。这些奇怪的影响因素似乎正在以意想不到的方式将宇宙拉伸开来，并将物质聚集在一起。它们加在一起占宇宙的95%，但由于我们看不见、摸不着，所以不知道它们是什么。全球各地的研究人员，包括美国能源部阿贡国家实验室的科学家，正在通过大型宇宙学调查、粒子物理实验以及先进的计算和模拟，研究暗物质和暗能量的本质。引力在星系的形成和移动过程中起着至关重要的作用。随着科学家对宇宙了解的加深，他们发现除非存在大量看不见的物质--比我们尚未发现的物质还要多得多--否则星系的许多行为都是不合理的。这种看不见的物质--或者说暗物质--会产生额外的引力。如果它不存在，有些星系就会飞散，有些星系根本就不会形成。这张图展示了一个真实的例子，说明暗物质如何使螺旋星系的外部区域比只受可见物质引力影响的星系旋转得更快。这种差异表明暗物质的存在，施加了额外的引力。资料来源：阿贡国家实验室我们称它为"暗"是因为我们看不见它。与可见物质（我们能看到的物质，包括恒星、行星、水等）不同，它不会释放或吸收光线，也不会与其他物质相互作用，除非通过引力。我们知道它应该在哪里，但当我们观察时却什么都没有。这就像看到池塘里的涟漪，却看不到是什么造成的。与此同时，另一些东西正在推动宇宙以越来越快的速度膨胀。据我们所知，宇宙从138亿年前开始就一直在膨胀。天体之间的空间不断增大，就好像空间本身被拉伸开来，就像气球充气时的表面一样。科学家本以为这种膨胀的速度会随着时间的推移而减慢，但他们却发现了相反的情况。大约50亿年前，宇宙膨胀的速度开始加快。我们不知道是什么导致了这种加速膨胀，但我们把它命名为暗能量。来自暗物质的引力可以弯曲从遥远星系发出的光线，导致它们的图像在到达我们的望远镜时出现扭曲。这种现象被称为引力透镜，它揭示了暗物质的存在，即使我们看不到它。资料来源：阿贡国家实验室据科学家所知，可见物质只占宇宙的5%。暗物质和暗能量据信分别占另外的27%和68%。换句话说，我们所熟知的--可见物质--根本无法解释宇宙绝大部分物质的性质。那么，科学家们是如何试图解开这个谜团的呢？什么是暗物质和暗能量？为了找出答案，我们需要数据，而且是大量的数据。为了收集这些数据，科学家们建造了巨型望远镜和照相机。其中包括外太空的哈勃太空望远镜和詹姆斯-韦伯太空望远镜；南极洲的南极望远镜；亚利桑那州的暗能量光谱仪；以及智利的暗能量勘测和即将建成的维拉-C-鲁宾天文台。宇宙主要由暗能量和暗物质组成。可见物质（我们能看到的一切，包括恒星和行星）只占宇宙的5%左右。科学家们正在研究这未知的95%的性质。图片来源：阿贡国家实验室这些灵敏的仪器对天空进行勘测，以揭示星系在宇宙中的位置和移动情况。超级计算机帮助科学家对宇宙进行详细模拟，并分析来自望远镜的数据。除了在天空中寻找答案，科学家们还在建造敏感的探测器，以直接在地球上寻找暗物质。美国能源部阿贡国家实验室的研究人员通过参与这些大型宇宙学调查、粒子物理实验以及使用先进的计算和模拟，为暗物质和暗能量的研究做出了贡献。来自这些测量和模拟的信息帮助科学家绘制出暗物质存在的地图，并提供了有关暗能量性质的线索。随着我们的望远镜、超级计算机和其他仪器越来越先进，我们发现越来越多的证据表明，我们遗漏了一些重大的东西，科学家们正在努力了解它可能是什么。阿贡科学家们的工作正在让世界离揭开这些宇宙之谜越来越近。编译自:ScitechDaily相关文章:科学简单点：什么是超级计算？科学简单点：什么是人工智能？科学简单点：什么是量子力学？科学简单点：什么是水力发电？科学简单点：什么是核能？科学简单点：什么是气候复原力？科学简单点：什么是纳米科学？...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425688.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425688.htm

欧空局欧几里得空间望远镜升空 探索宇宙暗物质和暗能量

欧空局欧几里得空间望远镜升空探索宇宙暗物质和暗能量随后，欧几里得与火箭成功分离。欧洲航天局确认，已通过位于澳大利亚的地面站接收到来自欧几里得的信号。欧洲航天局表示，欧几里得任务旨在探索宇宙两大神秘组成部分——暗物质和暗能量，以帮助了解宇宙的构成。据介绍，欧几里得将观测100亿光年范围内的数十亿个星系，以创建迄今最大、最精确的宇宙3D地图。这一详细图表包含星系形状、位置和运动状况等信息，将揭示宇宙物质分布以及宇宙演变过程，以帮助天文学家推断宇宙暗能量和暗物质的属性，增加人类对重力作用以及宇宙本质的了解。欧洲航天局科学主任卡萝尔·芒德尔说，揭示暗物质和暗能量的本质以及它们在宇宙构造中扮演的角色能够帮助人类了解我们生活的宇宙。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368721.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368721.htm

欧几里得：勘测整个宇宙以了解暗物质和暗能量的太空望远镜

欧几里得：勘测整个宇宙以了解暗物质和暗能量的太空望远镜这项任务原本计划使用俄罗斯的联盟号火箭从欧洲法属圭亚那的太空港发射，但在俄罗斯入侵乌克兰之后，欧空局和俄罗斯之间的合作被停止了。因此，取而代之的是该望远镜从佛罗里达州的卡纳维拉尔角空军基地发射，于美国东部时间7月1日星期六上午12点11分升空。该望远镜将前往一个名为L2的轨道，即第二个拉格朗日点，这与詹姆斯-韦伯太空望远镜和其他太空望远镜使用的轨道相同。这一轨道具有高度的稳定性，对于像"欧几里德"这样旨在收集极其详细的宇宙观测数据的任务来说尤为重要。如果行程顺利，欧几里德应该在四周内到达L2，然后进行两个月的准备工作，然后在10月初左右开始科学观测。在被封装在SpaceX猎鹰9号整流罩中后，2023年6月29日，欧几里德号被运往美国佛罗里达州的卡纳维拉尔角航天发射场（SLC-40）图/欧空局欧几里德号将对宇宙进行广泛和深入的调查，将图像拼接在一起，创建一个宇宙地图，以帮助了解两个神秘的概念：暗物质和暗能量，前者约占存在的一切的27%，后者约占宇宙的68%。我们可以观察到的每一个原子、分子和物质都构成了剩下的5%的微小物质，被称为普通物质或重子物质。该望远镜正前往詹姆斯-韦伯太空望远镜所使用的相同轨道。我们知道，暗物质和暗能量必须存在，因为星系的运动和宇宙的扩张方式。然而，它们是非常难以研究的，因为暗物质不与光互动，而暗能量是一种未知的能量形式。所以要找到它们的证据，我们需要在一个非常大的范围内寻找。欧空局欧几里德项目经理朱塞佩-拉卡在一次新闻发布会上解释说："如果你想研究宇宙学并观察整个宇宙，你需要进行一次大调查，而欧几里德是专门为此设计的，它的望远镜角度非常广，可以在很短的时间内覆盖大部分可以观察到的宇宙。"携带欧空局欧几里德任务的SpaceX猎鹰9号火箭欧几里德望远镜将在其六年的任务中观测36%的天空，为了观测这么大的区域，望远镜需要有一个非常宽的视野。这是指通过望远镜可以观察到的天空面积，欧几里德的视野相当于是月球大小的2.5倍。与之相比，比如说哈勃太空望远镜，它的视场只有月球的1/12大小。哈勃可以对星系或星云等物体进行非常详细的成像，但是哈勃需要花费大约1000年的时间来勘察与欧几里德相当的天空区域。我们知道，暗物质和暗能量必须存在，因为星系的运动和宇宙的扩张方式。如果你想知道为什么"欧几里德"只勘测三分之一以上的天空，那是因为在天空的其他区域不可能看到遥远的星系，因为这些遥远的物体被我们银河系内较近的恒星和尘埃所阻挡。欧几里德将有两台仪器：可见光仪器或VIS，在可见光波长下工作；近红外光谱仪和光度计或NISP，在近红外下工作。覆盖这两个波长使研究人员能够看到被红移的星系，这意味着由于它们正在远离我们，来自它们的光线被移向光谱的红端。通过结合这两台仪器的观测结果，欧几里得的观测结果可以被用来创建一个显示宇宙中可见物质分布的三维地图。但是暗物质是不可见的--这就是为什么它如此难以研究。它不能被直接观察到，但可以通过观察我们能看到的物质的分布来推断它的存在。欧空局"欧几里德"任务的直径为1.2米的主镜，用于揭开黑暗宇宙的面纱，在组装、整合和测试期间可以看到欧几里德项目科学家RenéLaureijs解释说："暗能量和暗物质通过它们对可见宇宙中物体外观的非常微妙的变化来显示自己。"欧几里德项目使用的研究暗能量和暗物质的两种主要方法是弱透镜和星系聚类。使用两种方法来研究同一事物，使研究人员能够相互检查他们的结果，希望能得出更准确的结论。引力透镜是一种效应，在这种效应中，像星系或星系团这样的非常大的物体的引力使时空扭曲，就像一个放大镜，改变来自前景物体后面的遥远物体的光线。这张图片说明了欧几里德的测量结果如何被用来推断暗物质在整个宇宙中的分布方式。通过观察这种透镜效应有多强，科学家可以计算出前景物体的质量--他们可以将这个计算出来的质量与前景星系中可见物质的质量进行比较。如果计算出的质量和观察到的质量之间有很大的差异，这就表明前景中存在大量的暗物质。另一个效应-星系集群，指的是星系在宇宙中的三维分布情况。随着宇宙的扩张，星系正在远离我们，导致红移。科学家可以利用一种叫做重子声学振荡的现象，将星系的实际距离与它的红移进行比较，这可以显示宇宙膨胀的速度--这与暗能量直接相关。结合起来，这些方法应该能帮助宇宙学家比以往更多地了解暗物质和暗能量。为了收集这些数据，欧几里德号将在其任务期间从120亿个物体中拍摄大约100万张图像。这应该使我们离能够探测和研究这些难以捉摸的现象，以及了解我们周围宇宙的构成更近一步。"它不仅仅是一个空间望远镜，"Laureijs说，"它实际上是一个暗能量探测器。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369027.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369027.htm