弱引力透镜:暗物质引起的引力透镜效应

目前宇宙学的主流模型认为太空中布满了数量庞大的暗物质。由于这些奇异的暗物质并不与电磁波作用,我们只能通过引力作用辨识它们的存在。

遥远星系发出的光在穿越广阔空间抵达地球的途中,必然会遭遇暗物质,因此理论上来说,大多数星系的图片都经过暗物质引力场的扭曲,发生大约1%程度的形变,这就是所谓的弱引力透镜效应

通过统计星系团的平均透镜效应,我们不需要知道星系团中个别星系的图片究竟遭受多大程度的扭曲,就能量测弱引力透镜。为达此目的,宇宙学家必须先假设就整体而言,星系团里所有的星系大致都呈现椭球状外观。另外,还需假设这些星系形状的方位在太空中随机分布,并不遵循一定的走向。

左侧图案显示星系形状的方位分布并无规律;右侧图案则显示星系形状的方位大致朝东北—西南的走向排列。
左侧图案显示星系形状的方位分布并无规律;右侧图案则显示星系形状的方位大致朝东北—西南的走向排列。

倘若该天区真的出现了弱引力透镜效应,当透镜会聚光线时,会将所有星系的图片朝某一方向拉伸,这样一来,该天区星系形状的方位便会朝某一特定走向排列,偏离原本无规律分布的形态。宇宙学家可据此测量出弱引力透镜的大小,利用弱引力透镜效应,做为探测宇宙间暗物质分布的利器。

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