Dark Matter เป็นเรื่องลึกลับนับตั้งแต่มีการเสนอครั้งแรก นอกเหนือจากการพยายามหาหลักฐานโดยตรงของการมีอยู่ของมันแล้วนักวิทยาศาสตร์ยังใช้เวลาสองสามทศวรรษที่ผ่านมาในการพัฒนาแบบจำลองเชิงทฤษฎีเพื่ออธิบายวิธีการทำงาน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาความคิดที่ได้รับความนิยมคือ Dark Matter นั้น“ เย็น” และกระจายออกเป็นกระจุกทั่วทั้งจักรวาลซึ่งเป็นข้อมูลที่ได้รับการสนับสนุนจากข้อมูลภารกิจของพลังค์
อย่างไรก็ตามการศึกษาใหม่ที่ผลิตโดยทีมนักวิจัยระดับนานาชาติวาดภาพที่แตกต่าง จากการใช้ข้อมูลจากการสำรวจระดับปริญญา Kilo (KiDS) นักวิจัยเหล่านี้ศึกษาว่าแสงที่มาจากกาแลคซีไกลโพ้นหลายล้านแห่งได้รับผลกระทบจากอิทธิพลความโน้มถ่วงของสสารที่มีขนาดใหญ่ที่สุด สิ่งที่พวกเขาพบคือ Dark Matter นั้นดูเหมือนจะกระจายไปทั่วทั้งอวกาศอย่างราบรื่นมากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้
ในช่วงห้าปีที่ผ่านมาการสำรวจ KiDS ใช้กล้องโทรทรรศน์สำรวจ VLT (VST) ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดในหอดูดาว La Silla Paranal ในประเทศชิลีเพื่อสำรวจพื้นที่ 1500 ตารางองศาของท้องฟ้ายามค่ำคืนตอนใต้ ปริมาณของพื้นที่นี้ได้รับการตรวจสอบในสี่แถบ (UV, IR, สีเขียวและสีแดง) โดยใช้เลนส์ความโน้มถ่วงที่อ่อนแอ
สอดคล้องกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein เลนส์ความโน้มถ่วงเกี่ยวข้องกับการศึกษาว่าสนามแรงโน้มถ่วงของวัตถุขนาดใหญ่จะโค้งงอแสงได้อย่างไร ในขณะเดียวกัน redshift พยายามที่จะวัดความเร็วที่กาแลคซีอื่นเคลื่อนตัวออกจากเราโดยการวัดขอบเขตที่แสงของพวกมันถูกเลื่อนไปทางปลายแดงของสเปกตรัม (เช่นความยาวคลื่นของมันจะยาวขึ้นเร็วกว่าที่แหล่งกำเนิดเคลื่อนที่ออกไป)
การใช้เลนส์ความโน้มถ่วงนั้นมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อพูดถึงการกำหนดว่าจักรวาลเป็นอย่างไร แบบจำลองทางดาราศาสตร์ในปัจจุบันของเราหรือที่รู้จักกันในชื่อแบบจำลองแลมบ์ดา Dark Dark Matter (แลมบ์ดา CDM) ระบุว่า Dark Energy รับผิดชอบในการเร่งความเร็วในการขยายตัวของเอกภพและ Dark Matter นั้นประกอบด้วยอนุภาคขนาดใหญ่ สำหรับการสร้างโครงสร้างจักรวาล
ทีมวิจัยได้ศึกษาแสงจากกาแลคซีไกลโพ้นเพื่อใช้พิจารณาความแตกต่างเล็กน้อยของเทคนิคนี้ที่รู้จักกันในชื่อกาแลคซีเพื่อตรวจสอบว่ามันถูกบิดเบี้ยวอย่างไรโดยการปรากฏตัวของโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาล (เช่น superclusters ในฐานะที่เป็นดร. เฮนดริคฮิลเดอร์บรันด์นักดาราศาสตร์จากสถาบันดาราศาสตร์ Argelander (AIfA) และผู้เขียนนำรายงาน - บอกนิตยสารอวกาศผ่านอีเมล:
“ โดยปกติคนหนึ่งคิดว่ามวลขนาดใหญ่หนึ่งก้อนคล้ายกับกาแลคซีที่ทำให้เกิดการโก่งตัวของแสง แต่มันก็มีความสำคัญทั่วทั้งจักรวาล แสงจากกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลได้รับการเบี่ยงเบนอย่างต่อเนื่องโดยโครงสร้างขนาดใหญ่นี้ สิ่งนี้ส่งผลให้กาแลคซีที่อยู่ใกล้กับท้องฟ้านั้น“ ชี้” ไปในทิศทางเดียวกัน มันเป็นเอฟเฟกต์เล็ก ๆ แต่สามารถวัดได้ด้วยวิธีการทางสถิติจากตัวอย่างของกาแลคซีขนาดใหญ่เมื่อเราวัดว่ากาแลคซีกำลัง“ ชี้” อย่างยิ่งในทิศทางเดียวกันเราสามารถอนุมานได้จากคุณสมบัติทางสถิติของโครงสร้างขนาดใหญ่เช่น ความหนาแน่นของสสารเฉลี่ยและความหนาแน่นของสสาร / คลัสเตอร์
โดยใช้เทคนิคนี้ทีมวิจัยทำการวิเคราะห์ข้อมูล KiDS 450 ตารางองศาซึ่งสอดคล้องกับประมาณ 1% ของท้องฟ้าทั้งหมด ภายในปริมาณพื้นที่นี้การสังเกตว่าแสงมาจากกาแลคซีประมาณ 15 ล้านดวงมีปฏิสัมพันธ์กับสสารทั้งหมดที่อยู่ระหว่างพวกมันกับโลก
เมื่อรวมภาพที่คมชัดสุด ๆ ที่ได้จาก VST เข้ากับซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ขั้นสูงทีมก็สามารถทำการวัดที่แม่นยำที่สุดที่เคยทำจากการเฉือนของจักรวาล น่าสนใจเพียงพอผลลัพธ์ไม่สอดคล้องกับภารกิจที่สร้างโดยพันธกิจพลังค์ของ ESA ซึ่งเป็นผู้ทำแผนที่ที่ครอบคลุมที่สุดของจักรวาลจนถึงปัจจุบัน
ภารกิจพลังค์ให้ข้อมูลที่ละเอียดและแม่นยำอย่างน่าอัศจรรย์เกี่ยวกับพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิค (CMB) สิ่งนี้ได้ช่วยนักดาราศาสตร์ทำแผนที่จักรวาลยุคแรกรวมทั้งพัฒนาทฤษฎีว่าสสารมีการกระจายตัวอย่างไรในช่วงเวลานี้ ดังที่ Hildebrandt อธิบาย:
“ พลังค์วัดค่าพารามิเตอร์ทางดาราศาสตร์มากมายด้วยความแม่นยำที่ยอดเยี่ยมจากความผันผวนของอุณหภูมิของพื้นหลังไมโครเวฟในจักรวาลนั่นคือกระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้น 400,000 ปีหลังจากบิ๊กแบง สองพารามิเตอร์เหล่านี้คือค่าเฉลี่ยความหนาแน่นของสสารของจักรวาลและการวัดว่าสสารก้อนนี้แข็งแกร่งเพียงใด ด้วยการเฉือนจักรวาลเรายังวัดพารามิเตอร์ทั้งสองนี้ แต่ในเวลาต่อมาของจักรวาล (ไม่กี่พันล้านปีที่แล้วหรือประมาณ 10,000 ล้านปีหลังจากบิ๊กแบง) คือในอดีตที่ผ่านมาของเรา”
อย่างไรก็ตาม Hildebrandt และทีมของเขาพบค่าสำหรับพารามิเตอร์เหล่านี้ซึ่งต่ำกว่าค่าที่พบโดยพลังค์อย่างมีนัยสำคัญ โดยพื้นฐานแล้วผลการเฉือนจักรวาลของพวกเขาชี้ให้เห็นว่ามีสสารในจักรวาลน้อยลงและกระจุกตัวน้อยกว่าที่คาดการณ์ผลลัพธ์ของพลังค์ ผลลัพธ์เหล่านี้มีแนวโน้มที่จะมีผลกระทบต่อการศึกษาเกี่ยวกับจักรวาลวิทยาและฟิสิกส์เชิงทฤษฎีในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า
Dark Matter ไม่สามารถตรวจจับได้ด้วยวิธีมาตรฐาน เช่นเดียวกับหลุมดำการดำรงอยู่ของมันสามารถสรุปได้จากผลของแรงโน้มถ่วงที่สังเกตได้ซึ่งมีต่อสสารที่มองเห็นได้ ในกรณีนี้การปรากฏตัวและลักษณะพื้นฐานของมันถูกวัดโดยวิธีที่มันมีผลต่อการวิวัฒนาการของจักรวาลในช่วง 13.8 พันล้านปีที่ผ่านมา แต่เนื่องจากผลปรากฏว่ามีความขัดแย้งกันนักดาราศาสตร์อาจต้องพิจารณาพัฒนาการบางอย่างก่อนหน้านี้
“ มีหลายทางเลือก: เพราะเราไม่เข้าใจส่วนผสมที่โดดเด่นของจักรวาล (สสารมืดและพลังงานมืด) เราสามารถเล่นกับคุณสมบัติของทั้งสอง” Hildebrandt กล่าว “ ตัวอย่างเช่นพลังงานมืดรูปแบบต่าง ๆ (ซับซ้อนกว่าความเป็นไปได้ที่ง่ายที่สุดซึ่งก็คือ“ ค่าคงที่ทางจักรวาล” ของ Einstein) สามารถอธิบายการวัดของเรา ความเป็นไปได้ที่น่าตื่นเต้นอีกอย่างหนึ่งก็คือนี่เป็นสัญญาณว่ากฎแรงโน้มถ่วงในระดับของจักรวาลนั้นแตกต่างจากสัมพัทธภาพทั่วไป ทั้งหมดที่เราสามารถพูดได้ในตอนนี้คือบางสิ่งที่ดูเหมือนจะไม่ถูกต้อง!”
