利用重力透鏡星系與微波背景輻射，確認 120 億光年外迄今最遠暗物質

由於光速有上限​​，我們現在看到的遙遠星系已不是如今模樣，而是數十億年前的狀態，更更具挑戰的是觀察遙遠星系內不發光的暗物質。最近，科學家觀察到迄今為止最古老的暗物質，距離遠達 120 億光年，讓早期宇宙的種種謎團更加明朗；團隊還發現某些區域暗物質比理論預測還要少，將有助於改善模型。

包括銀河系在內，宇宙中所有星系都以驚人的速度旋轉著，物理學物測星系內物體應該要被離心力甩出去，顯然這些意外沒有發生，無論地球還是太陽都穩穩當當地錨定。所以物理學家推測有某種看不見的東西填充著星系，保護它們免於分崩離析。

這個看不見、感覺不到、至今也沒有直接證據的東西就是暗物質，雖然目前儀器設備無法直接發現暗物質，但我們有很多方法能確認暗物質對宇宙運作的影響力，比如分析暗物質如何將星系聚集在一起。
利用這一原理，日本名古屋大學團隊宣布了一項暗物質非凡新發現：在一片深空區域發現許多古老星系周圍的暗物質暈圈，能追溯到 120 億年前，相當於大爆炸後不到 20 億年，可能成為人類研究最早的暗物質環，打開早期宇宙學新篇章。

團隊首先使用昴星團望遠鏡數據確定 150 萬個重力透鏡效應的星系，再結合普朗克衛星的微波背景輻射數據，測量這些星系周圍是否有暗物質且如何扭曲更遠方的微波，最後得出了完整星系演化圖，包含星系內部與周圍的暗物質。

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這項研究最令人興奮的發現之一與暗物質團塊有關。根據宇宙學標準理論 ΛCDM 模型，微薄背景輻射中的細微波動會透過重力吸引周圍物質密集堆積，形成不均勻的團塊，進一步形成恆星和星系，該新研究結果表明團塊測量值低於 ΛCDM 模型預測值，代表我們需重新審視模型中某些假設。

團隊只審查了昴星團望遠鏡三分之一數據，研究人員下一步計畫分析完整數據集，預計能更精確測量早期宇宙的暗物質分佈。等未來薇拉·魯賓天文台投入運作，科學家將有機會「看見」130 億年前的暗物質分佈。

新論文發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）。