暗物质，科学家从未见过它的真面目，但是它却成为了科学家解释现代宇宙构成理论的关键。简单地说，暗物质不仅被认为构成宇宙质量的大部分，而且起着建造星系结构的作用。但是为了找到这种神秘的、看不见的物质的证据，科学家们不得不依赖于类似于研究黑洞的间接方法。本质上，它们我们是通过被暗物质影响附近的恒星和星系来测量暗物质的存在。迄今为止，天文学家已经找到了中、大星系周围暗物质团块的证据。利用哈勃太空望远镜的数据和一项新的观测技术，加州大学洛杉矶分校和美国宇航局喷气推进实验室的一组天文学家发现，暗物质可以形成比以前想象的要小得多的团块。目前的暗物质理论目前最普遍的暗物质理论表明，暗物质不是由重子组成的，即正常或“发光”物质——即质子、中子和电子。相反，暗物质理论上是由某种未知的亚原子粒子组成的，这种粒子只通过引力与正常物质相互作用，引力是最微弱的基本力，其他的则是电磁力、强核力和弱核力。另一个普遍的理论表明，暗物质与其他类型的粒子相比移动缓慢，因此容易聚集。根据这个想法，宇宙应该包含从小到大的广泛的暗物质浓度范围。然而，到目前为止，还没有观察到任何小浓度的暗物质图团块。利用哈勃宽视场相机3（WFC3）获得的数据，研究小组试图通过测量来自八个遥远星系的明亮核（AKA）的光来寻找这些小团块的证据。这项技术通常被天文学家用来研究遥远的星系、星团，甚至是系外行星，被称为引力透镜。这项技术最初是由爱因斯坦的广义相对论预言的，它依靠大宇宙物体的引力来扭曲和放大来自更遥远物体的光。加州大学洛杉矶分校的丹尼尔·吉尔曼（DanielGilman）是观察小组的一员，他解释了这个过程：想象一下这八个星系中的每一个都是一个巨大的放大镜。小的暗物质团就像放大镜上的小裂缝一样，它会改变四个类星体图像的亮度和位。”正如所希望的那样，哈勃图像显示，来自这八个类星体的光受到透镜效应，与沿望远镜的视线和在前景透镜星系内和周围的小团块的存在相一致。八个类星体和星系如此精确地排列，扭曲效应产生了四个每个类星体的扭曲图像。然后，研究小组使用精细的计算程序和密集的重建技术，将扭曲程度与类星体在不受暗物质影响的情况下如何出现的预测进行了比较。这些测量也被用来计算暗物质浓度的质量，这表明它们是银河系自身暗物质晕质量的1/到1/0倍。除了首次观测到小浓度外，研究小组的结果还证实了“冷暗物质”理论的基本预测之一。这一理论假设，由于暗物质是缓慢移动的，因此它能够形成巨大的浓度，是银河系质量几倍的结构。这个理论还指出宇宙中的所有星系都是在被称为“晕”的暗物质云中形成并嵌入其中的。一些研究人员提出，暗物质实际上可能是“暖”的，即快速移动的，因此太快而无法形成较小的浓度，而不是小尺度团簇的证据。新的研究证据然而，新的观测结果提供了确凿的证据，证明了冷暗物质理论及其所支持的宇宙学模型。正如团队成员、加州大学洛杉矶分校（UCLA）的TommasoTreu教授所解释的，哈勃的这些最新观测对暗物质的性质及其行为产生了新的见解。虽然寻找缺乏恒星的暗物质浓度仍然是一项挑战。然而，哈勃研究小组使用了一种技术，他们不需要寻找恒星的引力影响作为暗物质的示踪剂。研究小组瞄准了八个强大而遥远的宇宙“标记”，即类星体。通过这些类星体，科学家发现了更多关于暗物质粒子性质的线索，因为它们的性质会影响形成多少团。然而，暗物质是由哪种粒子组成的，目前仍是一个谜。幸运的是，下一代太空望远镜的部署有望在这方面有所帮助。其中包括詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）和广域红外观测望远镜（WFIRST），这两个望远镜都是红外观测站，计划在本世纪升空。这些望远镜具有复杂的光学、光谱仪、大视场和高分辨率，能够观察到整个星系区域受到大量星系、星系团及其相应晕圈的影响。这应该有助于天文学家确定暗物质的真实性质及其组成粒子的外观。同时，天文学家计划使用这些相同的仪器来了解更多关于暗能量的知识，这是另一个目前只能间接研究的巨大的宇宙奥秘。激动人心的时刻就在前方！