如果我们能很好地处理这件事，那就太乐观了。 但即使我们掌握了一点点，也可能会遗漏一些重要的东西。
哈勃太空望远镜的新观测发现，一些星系中暗物质的浓度比预期高出一个数量级以上。
研究小组表示，这些浓度与理论模型不一致，这表明我们的理解存在很大差距——模拟可能不正确，或者可能存在我们不完全了解的暗物质特性。
“我们在比较本研究中的模拟和数据时进行了大量仔细的测试，并且我们发现不匹配的情况仍然存在。”天体物理学家马西莫·梅内盖蒂说意大利国家天体物理研究所。
“造成这种差异的一个可能原因是我们在模拟中可能遗漏了一些关键的物理原理。”
暗物质是我们理解宇宙的最大刺之一。 简而言之，我们不知道它是什么。 它不吸收、反射或发射任何电磁辐射，因此完全无法直接检测到。 然而，它确实通过重力与宇宙的可见物质相互作用。
这意味着我们可以研究星系和恒星等物体如何在宇宙中分布和移动，计算产生这些分布和运动所需的重力，并计算和减去可见物质产生的重力。
剩下的引力表明了宇宙中暗物质的数量——据我们所知，暗物质的数量很多。 宇宙中多达 85% 的物质可能是暗物质。
我们间接“探测”暗物质的方法之一是通过引力透镜。 真正巨大的物体，比如星系团，会产生如此强烈的引力场，导致时空本身弯曲——这意味着任何穿过时空的光都会沿着弯曲的路径移动。
因此，引力场远端的物体，例如遥远的星系，在我们看来被放大、涂抹、复制和扭曲。
引力透镜。 （NASA、ESA 和 L. Calçada）
通过研究这些扭曲并将星系重新组合在一起，我们可以弄清楚光是如何扭曲的，这意味着我们可以绘制引力场图——扭曲越大，引力场就越强。 再次减去可见物质，等等——该透镜簇内的暗物质图。 它非常聪明。
这就是梅内盖蒂和他的团队正在做的事情，他们使用哈勃太空望远镜和欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜观察了 11 个星系团。
“星系团是了解宇宙的计算机模拟是否可靠地再现我们对暗物质及其与发光物质相互作用的推断的理想实验室，”他解释说。
当团队坐下来分析数据时，他们发现了整个星系所产生的大规模透镜效应。 但他们也发现内部存在较小的透镜效应。 这些由星团内的各个星系产生的小透镜没有出现在星团的模拟中，这表明暗物质过多。
为了验证他们的发现，研究小组对星系进行了光谱观测，利用光的变化来计算绕轨道运行的恒星的速度——经典工具用于测量暗物质。
他们仔细检查了距离计算，因为这可以产生至关重要的影响到暗物质计算。
研究人员发现，这些单个星系中暗物质的浓度比模拟允许的要高得多。 但模拟是基于我们对暗物质的最佳理解——那么额外的质量从何而来呢？
好吧，我们不知道。 但这将是一次令人兴奋的发现之旅。
“对我个人而言，发现观察结果与理论预测之间的巨大差距（在本例中为 10 倍）是非常令人兴奋的，”天体物理学家 Priyamvada Natarajan 说道耶鲁大学的。
“我研究的一个关键目标是通过提高数据质量来测试理论模型，以发现这些差距。正是这些差距和异常现象经常揭示出我们要么在当前理论中遗漏了某些东西，要么它指明了方向到一个全新的模型，它将具有更强的解释力。”
无论哪种方式，发现导致模拟和观察之间差异的原因可能会让我们对暗物质有更深入的了解。
该研究发表于科学。
完整封面图片来源：NASA、ESA、G. Caminha（格罗宁根大学）、M. Meneghetti（博洛尼亚天体物理和空间科学天文台）、P. Natarajan（耶鲁大学）、CLASH 团队和 M. Kornmesser（ESA） /哈勃）
