詹姆斯-韦伯太空望远镜或许可以帮助我们解决暗物质迫在眉睫的谜团。

图源：Northrop Grumman

暗物质是一种神秘的、不可见的物质形式，我们认为它约占已知宇宙的27%，比可见物质多出约6倍。虽然它在宇宙中占了相当大的比重，但自从1933年瑞士裔美籍天文学家弗里茨·兹威基首次提出它的存在以来，我们一直无法理解这种物质究竟为何物。到目前为止，暗物质从未被人类直接探测到。

虽然詹姆斯-韦伯太空望远镜不能直接 "看到 "暗物质，但科学家们认为，通过测量它对周围环境的影响，这个望远镜可以给出关于暗物质的一些主要问题的答案，而这个过程将大大推进我们对整个宇宙的认识。

科学家们并未确切地知道暗物质是由什么构成的，他们仍在试图研究出一种直接探测它的方法。目前，科学家们正在欧洲核子研究组织（CERN）的大型强子对撞机（LHC）实验中持续优化这种方法。与这些正在进行中的实验不同，詹姆斯-韦伯太空望远镜不能直接探测到暗物质，但它可以研究暗物质对正常的、可见的物质的影响。

图源：HUBBLE

"当你观察暗物质时，你似乎必须总是采取一种‘迂回’的方式，因为你无法看到它们。但是詹姆斯-韦伯太空望远镜确实有能力以新的、正交的方式来了解暗物质并观察星系的动态。"太空望远镜科学研究所的项目科学家克劳斯·庞托皮丹在5月份的一次新闻发布会上告诉Space。

举个例子，作为检测暗物质的一种 "迂回 "的方法，天文学家可以利用现有技术来测量恒星和星系的质量。暗物质存在的主要证据就是，如果没有大量不可见的质量，许多星系根本不可能像它们现在正在做的那样移动——它们甚至根本都不会存在。

为了帮助天文学家更精确地定位暗物质，詹姆斯-韦伯太空望远镜将拍摄极其清晰的图像，从中研究人员将能观察到由引力透镜效应引起的干扰，而这将为他们指出“不可见的质量”所潜伏的角落。引力透镜效应是爱因斯坦的广义相对论所描述的一种现象。在这种现象下，当一束光经过一个大质量的物体时，由于时空结构被质量轻微弯曲，光的方向将会发生轻微的偏转。

图源：HUBBLE

在为遥远的星系成像时，詹姆斯-韦伯太空望远镜可以找到这些质量，并确定什么是 "缺失的"（或无法观察到的）——这很可能就是暗物质。"詹姆斯-韦伯太空望远镜特别适合这种类型的测绘，因为它输出的极度清晰的图像将能观测到非常微小的干扰。而且正因为它可以看到如此深的空间，詹姆斯-韦伯太空望远镜才能接触到更多的背景星系来测量这种引力透镜效应造成的干扰，"NASA在关于詹姆斯-韦伯太空望远镜的一份概况资料中如是介绍。

"而且，詹姆斯-韦伯太空望远镜将能观察到关于星系演化的许多统计数据，"概况资料补充说，"科学家可以把这些观察结果与暗物质在这一过程中所发挥何等作用的理论进行比较，从而对星系中暗物质的数量和性质有相应了解。"

图源：NASA

詹姆斯-韦伯太空望远镜的设计是为了看到比我们以前所能看到的更远的空间，而这也将使它“看到”更远的时间。通过在深空中进行这些观察，詹姆斯-韦伯太空望远镜将会继续研究宇宙及其星系的早期开端，以及暗物质在它们的演变中可能发挥的作用。

庞托皮丹说，科学家们正在继续努力了解宇宙早期星系的形成时间。这样的形成过程是"由暗物质演化模型驱动，并在不同的时间给最初的星系设置不同的参数"。

庞托皮丹补充说，詹姆斯-韦伯太空望远镜可以用来测量宇宙中那些最早形成的星系的一些基本参数，让我们更好地了解它们的光度和质量分布等等。

BY: Chelsea Gohd

FY: Céline

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