这项由剑桥大学研究人员参与的阿塔卡马宇宙望远镜合作项目的发现，为爱因斯坦的广义相对论提供了进一步的支持，该理论是一个多世纪以来宇宙学标准模型的基础。研究结果为揭开暗物质的神秘面纱提供了新的方法，暗物质被认为占宇宙物质的85%。

几千年来，人类一直被宇宙的奥秘所吸引。从古巴比伦人、希腊人和埃及人等古代文明到现代天文学家，星空的诱惑激发了无数探索宇宙奥秘的探索。

尽管解释宇宙的模型已经存在了几个世纪，但宇宙学领域相对较新，科学家使用定量方法来理解宇宙的演化和结构，直到20世纪初随着阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论的发展才形成。

现在，提交给宇宙论与天体粒子物理学杂志阿塔卡玛宇宙望远镜（ACT）合作的研究人员制作了一幅新图像，显示了分布在整个天空四分之一处、深入宇宙的最详细的物质地图。它通过一项跨越整个宇宙年龄的测试，证实了爱因斯坦关于大质量结构如何生长和弯曲光线的理论。

合著者说：“我们已经将天空中不可见的暗物质绘制到了最大的距离，并清楚地看到了这个直径达数亿光年的不可见世界的特征。”Blake Sherwin教授来自剑桥应用数学和理论物理系，在那里他领导了一组ACT研究人员。“这看起来就像我们的理论预测的那样。”

尽管暗物质构成了宇宙的一大部分并影响了其演化，但由于它不与光或其他形式的电磁辐射相互作用，因此一直很难被探测到。据我们所知，暗物质只与引力相互作用。

为了追踪它，160多名合作者从国家科学基金会的阿塔卡马宇宙望远镜在智利安第斯山脉的高处，我们观察到宇宙形成之初即宇宙大爆炸时发出的光，当时宇宙只有38万年的历史。宇宙学家经常把这种充满整个宇宙的漫射光称为“宇宙的婴儿图片”，但正式地说，它被称为宇宙微波背景辐射（CMB）。

该团队跟踪包括暗物质在内的大型重结构的引力如何扭曲CMB向我们传播140亿年的旅程，就像放大镜在光线通过透镜时如何弯曲光线一样。

其中一篇论文的主要作者、宾夕法尼亚大学的马修·马德哈瓦切里尔说：“我们利用大爆炸留下的光的畸变制作了一张新的质量图。”。“值得注意的是，它提供的测量结果表明，宇宙的“块状”和经过140亿年进化后的增长率，正是基于爱因斯坦引力理论的标准宇宙学模型所能预期的。”

舍温说：“我们的结果也为正在进行的一场被称为“宇宙学危机”的辩论提供了新的见解。”。这场危机源于最近使用不同背景光的测量，背景光来自星系中的恒星而非CMB。这些结果表明，在标准宇宙学模型下，暗物质的块状度不够，并引发了人们对该模型可能被破坏的担忧。然而，该团队从ACT获得的最新结果能够准确评估出，在这张图片中看到的巨大肿块的大小正好合适。

“当我第一次看到它们时，我们的测量结果与基本理论非常吻合，以至于我花了很长时间处理结果，”剑桥大学博士候选人、其中一篇新论文的主要作者Frank Qu说道。“但我们仍然不知道暗物质是什么，所以看看如何解决不同测量之间可能存在的差异将是一件有趣的事情。”

ACT主管、普林斯顿大学的苏珊娜·斯塔格斯（Suzanne Staggs）表示：“CMB透镜数据在追踪星系可见光总量的能力上，可以与传统的星系可见光测量相媲美。”。“CMB透镜和最好的光学测量一起澄清了宇宙中所有质量的演化。”

宾夕法尼亚大学ACT副主任马克·德夫林说：“当我们在2003年提出这项实验时，这项测量甚至不在我们的议程上；我们不知道可以从我们的望远镜中提取的全部信息。”。“这要归功于理论家的聪明，归功于许多制造新仪器以提高望远镜灵敏度的人，归功于我们团队提出的新分析技术。”

随着ACT于2022年末退役，明年将提交更多论文，重点介绍其他一些最终结果。西蒙斯天文台（Simons Observatory）将继续在该地点进行观测，包括将于2024年开始的一台新望远镜，该望远镜可以以近十倍的速度绘制天空图。

此版本中突出显示的预打印文章位于act.普林斯顿.edu并将出现在开放访问的arXiv.org上。它们已提交给《宇宙学和天体粒子物理学杂志》。

这项工作得到了美国国家科学基金会、普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学和加拿大创新基金会的支持。剑桥大学的团队成员得到了欧洲研究委员会的支持。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。