使用暗物质分布来测试宇宙学模型

包括Kavli宇宙物理和数学研究所(Kavli IPMU)在内的各个研究所的天体物理学家和宇宙学家组成的国际团队提交了一组五篇论文，测量了宇宙暗物质的“团块”值，宇宙学家称为S8，为0.76，这与其他引力透镜调查在观察相对较新的宇宙时发现的值一致， 但它与宇宙微波背景得出的0.83值不一致，该值可以追溯到宇宙大约380万年前的宇宙起源。他们的结果于000月3日作为一组五篇论文上传到arXiv预印本服务器。

这两个值之间的差距很小，但随着越来越多的研究证实了这两个值中的每一个，这似乎不是偶然的。有可能是，在这两个测量中的一个中存在一些尚未识别的错误或错误，或者标准宇宙学模型以某种有趣的方式不完整。

暗能量和暗物质构成了我们今天看到的宇宙的95%，但我们对它们到底是什么以及它们在宇宙历史中是如何演变的知之甚少。暗物质团块通过弱引力透镜扭曲了遥远星系的光线，这是爱因斯坦广义相对论预测的现象。

“这种扭曲是一个非常非常小的影响。单个星系的形状被难以察觉的扭曲。但是结合数百万个星系的测量结果，人们可以以相当高的精度测量失真，“Kavli IPMU教授Masahiro Takada说。

标准模型仅由少数几个数字定义：宇宙的膨胀率，暗物质团块的度量(S8)，宇宙成分(物质，暗物质和暗能量)的相对贡献，宇宙的整体密度，以及描述大尺度上宇宙团块与小尺度上宇宙团块关系的技术量。

宇宙学家渴望通过以各种方式约束这些数字来测试这个模型，例如通过观察宇宙微波背景的波动，模拟宇宙的膨胀历史，或测量相对较近的宇宙的团块。

由Kavli IPMU，东京大学，名古屋大学，普林斯顿大学以及日本和天文学界的天文学家领导的团队在过去一年中利用复杂的计算机模拟和Hyper Suprime-Cam调查前三年的数据，梳理了这种最难以捉摸的物质暗物质的秘密。这项调查的观测使用了世界上最强大的天文相机之一，安装在夏威夷Maunakea山顶斯巴鲁望远镜上的Hyper Suprime-Cam(HSC)。

隐藏和发现数据

“科学家也是人，他们确实有偏好。有些人希望真正找到一些全新的东西，而另一些人如果发现与预期结果一致的结果，可能会感到舒服。科学家们已经变得足够有自我意识，知道无论他们多么小心，他们都会偏向自己，除非他们进行分析而不让自己知道结果直到最后，“名古屋大学小林益川粒子和宇宙起源研究所(KMI)副教授宫武博雄说。

为了保护结果免受这种偏见的影响，HSC团队对自己和同事隐瞒了几个月的结果，有效地进行了“盲法分析”。该团队甚至增加了一个额外的混淆层：他们对三个不同的银河系目录进行了分析，一个是真的，两个是假的，数值被随机值抵消。分析团队不知道其中哪些是真实的，所以即使有人不小心看到了这些值，团队也不会知道结果是否基于真实的目录。

该团队花了一年时间进行盲分析。3 年 2022 月 <> 日，该团队聚集在 Zoom 上——一个星期六早上在日本，周五晚上在普林斯顿——进行“解盲”。根据高田的说法，该团队公布了数据并运行了他们的绘图，他们立即发现它很棒。

“盲法分析意味着在运行分析时你不能看到结果，这非常紧张，但是当我看到最终结果时，所有的焦虑都飞出了窗外，”Kavli IPMU研究生Sunao Sugiyama说。

使用世界上最大的望远镜相机进行大规模调查

HSC是世界上最大的望远镜相机。研究小组使用的调查覆盖了大约420平方度的天空，大约相当于2个满月。它不是一块连续的天空，而是分成六个不同的部分，每个部分的大小与一个人伸出的拳头差不多。研究人员调查的000万个星系是如此遥远，以至于HSC没有像今天这样看到这些星系，而是记录了数十亿年前它们的样子。

这些星系中的每一个都发出数百亿个太阳的火焰，但由于它们太远，它们非常微弱，比我们肉眼看到的最微弱的恒星暗淡多达25万倍。

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