早期宇宙星系聚集程度不符合理论预言。

暗物质引力扭曲宇宙微波背景辐射示意图。名古屋大学

近日日本天文学家利用引力透镜效应，对宇宙诞生15亿年后宇宙中的暗物质分布情况进行了观测。

暗物质不发光，也不吸收光，在光面前它就是完全透明的。但它却能通过引力来扭曲光。光的扭曲程度和扭曲方式，反映了暗物质在空间中的分布情况。引力透镜效应能够帮助天文学家看到遥远的天体，并通过这些扭曲的影像，了解作为透镜的前景天体附近存在多少看不见的暗物质。

但想观测宇宙诞生15亿年后宇宙中暗物质的分布的情况，就要面临缺乏背景天体的挑战。因为这一时代的时空距离我们十分遥远。

名古屋大学的科学家想出了一个办法，他们将“宇宙大爆炸的余晖”——宇宙微波背景辐射作为了背景参考物。

他们首先用“昴星团超极相机巡天项目”提供的数据，识别出了大约150万个昏暗而遥远的星系。然后观察它们如何使普朗克卫星微波背景辐射中的光子发生偏转。通过这种方式，他们绘制了有史以来第一幅基于实测数据的早期宇宙暗物质分布（数据）图。

这幅暗物质分布（数据）图可能会为破解宇宙本质之谜提供线索。

当前的标准宇宙学模型认为，在大尺度上，宇宙在暗能量的驱动下膨胀，宇宙中的星系在互相远离；但在相对的小尺度上，物质和暗物质产生的引力拉动着星系相互靠拢聚集。同样根据这一理论，在宇宙形成的早期，宇宙微波背景波动的尺度与星系聚集的尺度直接相关，后者能够反映早期宇宙中星系的聚集程度有多高。

而名古屋大学的观测结果显示，早期宇宙中星系的聚集程度与标准宇宙学模型的预言有所不符——实际观测到的星系聚集程度略低于理论预言。

目前该研究中的不确性尚未被排除，得出确切的结论为时尚早。星系的聚集程度被错误低估的可能性是存在的。但是如果被确认，要么意味着我们的理论有问题；要么就意味着在宇宙的早期，在距今120多亿年前，宇宙中的物理学定律可能与今天有所不同。将此与宇宙加速膨胀等奇怪趋势结合起来体会，天文学家们也许可以发现一点什么。

普朗克卫星采集的宇宙微波背景辐射。ESA

参考
First Identification of a CMB Lensing Signal Produced by 1.5 Million Galaxies at z ~ 4: Constraints on Matter Density Fluctuations at High Redshift
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.061301