关于暗物质,詹姆斯韦伯望远镜将向我们揭露哪些信息

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北京时间 12 月 23 日消息，据国外媒体报道，即将发射的詹姆斯・韦伯望远镜或将帮助我们解决暗物质之谜。暗物质是一种神秘、不可见的物质形式，占据了已知宇宙物质的一大部分，质量高达可见物质的六倍。尽管如此，自弗里茨・兹威基于 1933 年首次提出暗物质的存在以来，我们始终没能弄清它的庐山真面目。到目前为止，暗物质始终未能被我们直接探测到。

虽然詹姆斯・韦伯望远镜也无法直接“看见”暗物质，但科学家认为，通过测量暗物质对周围环境的影响，韦伯望远镜可以解答暗物质相关的一些关键问题，进一步增加我们对宇宙的整体理解。

科学家还不清楚暗物质究竟由何物构成，并且还在寻找能直接探测暗物质的方法。目前，科学家正在利用欧核组织的大型强子对撞机开展相关实验。但与这些实验不同，詹姆斯・韦伯望远镜虽无法直接探测到暗物质的存在，但可以分析暗物质对普通物质产生的影响。

“由于我们看不到暗物质，我们只能通过迂回的方式进行观察。但詹姆斯・韦伯望远镜有能力另辟蹊径，对星系动力学展开观测。”空间望远镜科学研究所的项目科学家克劳斯・彭托比丹指出。

例如，在使用“迂回战术”探测暗物质时，天文学家可以利用现有技术测量恒星核星系的质量。他们发现，许多星系如果没有大量“隐形质量”的话，根本不可能存在、也不可能像如今这样运动，这是支持暗物质存在的主要证据之一。

为帮助天文学家精确定位暗物质，詹姆斯・韦伯望远镜将拍摄极为清晰的照片，让研究人员可以观察到由引力透镜引起的干扰，从而破获这些“隐形质量”的藏身之地。引力透镜是一种在爱因斯坦广义相对论中描述的现象，当一束光从大型质量体旁边穿过时，会发生轻微的偏移，就像时空纹理在大质量影响下发生了弯折一样。

在拍摄遥远星系的照片时，詹姆斯・韦伯望远镜可以找到这些质量体，并判定是否存在“缺失”、或者观测不到的质量，这些质量也许就是暗物质。NASA 在该望远镜的介绍中写道：“詹姆斯・韦伯望远镜尤其适合做这类测量，因为其成像分辨率极高，可以测出极小的干扰。并且它的目光可以投向遥远的深空，能够看到更多背景星系，并测出由引力透镜效应导致的干扰。”

“此外，该望远镜还将对许多星系演化涉及的统计信息开展观测。科学家可将这些观测结果与暗物质的理论作用进行比较，从而更好地理解星系中暗物质的数量和性质。”

詹姆斯・韦伯望远镜的设计使其可以看到宇宙深处，远超出我们之前的观测范围，因此在时间上能看到更久之前的情况。借助这些深空观测，该望远镜将对早期宇宙和星系、以及暗物质在演化过程中发挥的作用展开研究。

彭托比丹指出，科学家将继续研究宇宙早期星系的形成时间。这些星系的形成过程“受暗物质的演化模型驱动，先后为第一批星系赋予了不同的参数。”

他还补充道，詹姆斯・韦伯望远镜可用于测量宇宙首批星系的部分基础参数，帮助我们理解它们的光度、质量分布等诸多特征。

詹姆斯・韦伯望远镜将于 2021 年 12 月 24 日搭乘阿丽亚娜 5 型运载火箭、从位于法属圭亚那库鲁的欧洲航天基地发射升空。