天文学家发现暗物质创造了遥远星系的诡异克隆

　　天文学家终于解释了太空最深处的三个完全相同的星系——宇宙三重星系实际上只是一个星系，但它的图像被暗物质放大了。

　　2013年，俄亥俄州朴茨茅斯市肖尼州立大学的天文学家蒂莫西·汉密尔顿偶然发现了这些银河二重身。在分析哈勃太空望远镜的数据时，汉密尔顿发现了两个相同的星系，一个是另一个的镜像，在太空中彼此紧挨着。

　　这两幅图像不仅形状相同，都有相同的星斑银河中心，而且它们还带有相同的深色平行线。当汉密尔顿发现第三个星系——就在它们上方不远——与另外两个星系相同时，这个谜才变得更加神秘。

　　“我们真的被难住了，”汉密尔顿在一份声明中说。“我的第一个想法是，也许它们是以潮汐伸展的手臂与星系相互作用。确实不太合适，但我不知道还能怎么想。”

　　现在，经过八年的猜测，汉密尔顿和他的同事们终于找到了一个令人满意的解释，并于 5 月 17 日发表在《皇家天文学会月刊》杂志上的一项研究中。令人毛骨悚然的宇宙克隆是同一个星系，距离地球110 亿光年。但是大量暗物质的引力正在将来自遥远光源的光弯曲成三个图像。

　　暗物质是一种神秘的、不可见的物质，据信构成了宇宙的大部分物质，科学家们假设它是防止星系飞散的胶水。

　　爱因斯坦的广义相对论描述了大质量物体如何扭曲时空结构。爱因斯坦解释了重力不是由看不见的力产生的想法，而只是我们在物质和能量存在下时空弯曲和扭曲的经验。

　　反过来，这个弯曲的空间为能量和物质的运动方式设定了规则。在这些银河系三胞胎的情况下，穿过一个极其弯曲的时空区域的光以曲线形式传播——通过一个巨大的游乐园镜子扭曲和扭曲，直到它作为三个完美的副本出现在三个出口点。

　　夏威夷大学物理学教授理查德·格里菲思 （Richard Griffiths） 在声明中说：“想想在阳光明媚的日子里游泳池的波纹表面，在游泳池底部显示出明亮的光线图案。” “底部的这些明亮图案是由与引力透镜类似的效应引起的。表面上的波纹充当部分透镜，将阳光聚焦成底部明亮的波浪形图案。”

　　通过观察靠近图像的空间区域，研究人员能够确定异常透镜效应背后的罪魁祸首：一个密集的暗物质团，属于距地球70 亿光年的星系团，位于地球和光线被弯曲的星系。

　　物理学家使用专门设计的计算机程序，通过研究暗物质如何拉伸银河系的三个图像，计算出这种暗物质的分布。他们得出的结论是，要使图像像现在这样出现，暗物质需要“平稳”地分布在光弯曲的星系团中——这一结果不仅有助于他们解释图像，而且还为他们提供了一个全新的视角。深入了解暗物质如何分散在整个宇宙中。

　　“我们知道它是暗物质某种形式的物质，但我们不知道组成粒子是什么。所以我们根本不知道它的行为方式。我们只知道它有质量并受重力影响。”格里菲斯说。“大小限制对团块或平滑度的意义在于，它为我们提供了一些关于粒子可能是什么的线索。暗物质团块越小，粒子的质量就必须越大。”