暗物质是什么东西？科学家：总还欠缺点什么东西使其“弃暗投明”
天文学家通过使用超大型望远镜和哈勃天文望远镜观测银河系星团，所获得的新结果表明，宇宙仍然令人不解，它并没有达到我们的物理学所认为的那样。
宇宙最令人不解的是暗物质。当探查宇宙中的所有物质时，我们认为的“正常”物质，即由电子、中子、质子等粒子所组成的物质，是处于少数。所有物质中，只有大约六分之一是这样的正常的物质，剩下的、大量的是隐身的暗物质。暗物质被认为是当今宇宙探索研究中最具挑战性的谜题。
我们对暗物质依然了解不多，知道它不发光并且不通过引力与正常物质相互作用，在暗处隐而不露因此而得名，但是科学家知道它的存在。例如，鉴于星系的形状和正常物质的数量，所看到星系的旋转与预期不同。唯一的解释是，如果它们被暗物质晕圈包围，暗物质晕圈的引力会使星系中的恒星和气体产生额外的拉力，从而影响恒星的移动方式。
如图所示哈勃天文望远镜所观察到的星系团S1063的数百个星系的集合，暗物质散布其中，它起着引力透镜的作用，将来自更遥远星系的光线扭曲成弧形。
在其它地方也看到暗物质的影响。星系倾向于与巨大的星团在一起，像巨大的星系城市，其中一些拥有上千个成员。这些星系团簇散布着暗物质，特别是通过引力透镜，实际上可以检测出这样的星系团簇行为是如何改变的。
这是称为透镜的大型物体的引力使另一个更远的物体的光线弯曲。看到的距离更远的物体的图像以怪异的方式失真。光线可能会弯曲成长弧、圆环或透镜星系周围的多个斑点。
通过绘制引力透镜效应图，天文学家可以将观测结果转过来，并找出星团中物质的位置，包括暗物质。
这就是取得新结果的地方。天文学家观察了11个质量和距离不同的不同星团，以及他们如何观察背景星系。由星系团簇的整体质量引起的透镜变形显而易见，并且在某些情况下，多年来已得到很好的测量。
使人感到惊讶的是，当仔细观察时，天文学家在三个星团中找到了这种透镜的较小的例子，其中各个星系在充当透镜。如图所示星系星团MACS J1206散布的引力透镜，令人惊讶地包括星团中的某些所指示的星系。
为了弄清楚这是否有意义，天文学家转向了物理学。已知星团的结构、星系的行为方式以及暗物质光环的工作原理，天文学家模拟了一堆与观察到的星团相似的星团，然后测量了各个星系生成透镜的频率。
所发现的结果令人震惊：真实的集群使这类事件的发生频率是模拟事件的十倍。这是一个很大的差异，天文学家无法解释。模拟一切很正常，因此天文学家怀疑我们的物理学的基本认知还不够完整，不知在什么点上还缺欠什么样的东西，从而使理论模拟不能与观察结果相吻合。
大型星系团MACSJ 1206，该星团中嵌入的是远处背景星系的扭曲的如弧形和污迹般的图像。这些畸变是由星团中的暗物质引起的，它们的引力因透镜效应会弯曲并放大来自遥远星系的光线。这使天文学家能够研究遥远的星系，否则这些星系将很难看清。
暗物质犹如一种看不见的黏合剂，它将恒星束缚在一起，构成为整个宇宙中的大部分物质。哈勃太空望远镜的最新结果揭示了这些蓝色光晕反映了星系团暗物质的分布方式。这是天文学家通过测量引力透镜的量来完成的。
所发现的现实与模拟之间的差异之一，是各个星系周围暗物质的光环。天文学家通过跟踪恒星运动的速度，来测量这些星系中的质量。星系越重，其引力越强，因此其轨道运行得越快，并发现这些星系的暗物质晕圈更紧凑，然后可以从模拟中获得期望。
这也是使人感到意外的。目前尚不清楚为什么光晕比以前想象的要致密，它可能指向物质和暗物质的相互作用以及与我们所认知的有所不同、压缩了光晕、或者表明我们对暗物质的一般行为的了解并不完整。这可能意味着对观察结果和/或模拟的解释也可能不正确。
这些都让人印象深刻，但仍然不确定甚至暗物质是什么，几乎可以肯定的是还没有发现某种暗物质的亚原子粒子，例如轴子，一种理论上的粒子，是科学家认为的很好的候选者。但很难观察到它的影响，并且仅在几十年的时间里才对它进行了详细的研究，这在天文观测的时间尺度上来讲并不长。
如下面动画所示的引力透镜现象，天文学家将其用于研究非常遥远和非常微弱的星系。透镜星团是椭圆星系团，它们的引力是如此之强，以至于它们将来自其后的星系的光线弯曲。这会产生背景星系的扭曲图像，并且通常会产生多个图像。尽管存在这种扭曲，但引力透镜仍可以极大地改善观察效果，因为引力会将光的路径转向天文望远镜，从而放大了光并使其他看不见的物体可见。
在此动画中，首先显示了一个遥远的星系，其极少的光射向地球。但是，如果在星系和地球之间添加一个星系团，将看到光的路径如何改变，从地球看到的光如何被放大。天文学家通过引力透镜观察这个遥远的星系，该星系的光被星团分解成两个图像。引力透镜意味着已经能够确认这一星系，哈勃望远镜通常看不见。发现这个遥远星系的恒星非常古老，该星系的形成历史比最初想象的要早。
人们一直都在学习了解有关暗物质的更多信息。希望随着越来越多的科学家调查这些不一致的结果，我们的认知将再次有个飞跃。既然暗物质是迄今为止宇宙中最丰富的物质，那么探索它似乎是理所应当的。
有人可能会说，暗物质看不见、摸不着、抓不住，所以压根儿就不存在。科学家知道，它就在那儿，它在跟人类玩“隐身术”，只是觉得我们的科学还欠缺点什么东西，从而不能让其走向光明。如何能让暗物质“弃暗投明”？天文学家和物理学家们一直在冥思苦想、筹划方案。
像任何其它相对年轻的科学领域一样，人们期待着关于暗物质的科学，对这些还欠缺点什么东西的新的发现的惊喜。请拭目以待、等待揭晓。