使用星团的阴影来测量宇宙

类星体喷流。（美国宇航局）

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（作者：Paul M. Sutter， Universe Today）：天文学家已经开始使用一套复杂的模拟，星系团形成的先进机器学习模型以及星系之间的奇异关系来了解暗物质和暗能量的起源。

我猜你从来没有听说过Sunyaev Zel'dovich效应，这完全没问题。制作星系、星系群和星系团的地图是一个相对晦涩的宇宙学技巧。这种效应是以两位首先发现其机制的俄罗斯科学家的名字命名的。这种效应之所以有效，是因为我们的宇宙浸泡在宇宙微波背景中，宇宙时剩余的辐射形式只有38万年的历史。这种辐射相对较冷，温度比绝对零度高出约3度，这使辐射处于微波状态。

当我们在前往望远镜的途中，古老的光线穿过宇宙时，偶尔它会穿过一组或一组星系。这些星团和群团内部漂浮着非常热的气体。有时，这种气体会从宇宙微波背景中撞击经过的光子，并将其提升到更高的能量。当我们制作宇宙微波背景的地图时，我们看到组和团是背景顶部略热的小斑点。这种技术使我们能够绘制出非常遥远的集群和群体，即使是那些太远而无法通过其他方式直接观察的集群和群体。

天文学家和宇宙学家很乐意利用这些调查来了解宇宙中物质的分布，这可以帮助我们解开暗物质和暗能量的本质。但是星团和星系是非常复杂的地方，我们需要了解所有使星团和星系团内部的气体变热的物理学，然后才能用它们来梳理暗物质和暗能量。最重要的过程之一是反馈，其中物质落到超大质量黑洞上，但在被吞噬之前，它以高能粒子和辐射爆炸的形式喷射到群和星团环境中。

宇宙学家长期以来一直使用对这些效应的高度详细的模拟来了解正在发生的事情。但要真正建立一个可靠的宇宙模型，我们需要许多不同的模拟和许多不同类型的参数来探索所有的可能性。然后我们需要将所有这些不同的可能性与我们观察到的东西联系起来，并用它来梳理暗物质和暗能量的特性。

为了实现最后一步，一组研究人员使用CAMELS模拟套件以及复杂的机器学习算法，将暗物质和暗能量特性与我们在宇宙中实际观察到的Sunyaev Zel'dovich效应联系起来。他们现在才刚刚开始使用阿塔卡马宇宙学望远镜中的暗能量巡天望远镜与真实观测结果建立联系。希望未来沿着这些思路进行的研究将为了解宇宙这些黑暗奥秘的本质提供一个重要的窗口。