暗物質和暗能量神秘莫測，難以捉摸，但它們可能真實存在。歐洲航天局官員7月17日宣布，「普朗克」任務的最終數據再一次驗證標準宇宙模型，而暗物質和暗能量正是標準模型的重要組成部分。2009年至2013年，「普朗克」衛星對最古老的宇宙光線進行細節空前的觀測。
「普朗克」衛星觀測到的宇宙微波背景
「普朗克」衛星的最終數據再次證實標準宇宙模型。歐洲航天局「普朗克」項目科學家加恩•塔博爾表示：「這是『普朗克』任務留給我們的一份最重要的遺產。迄今為止，標準宇宙模型經受住了所有考驗。『普朗克』的觀測數據再一次驗證了標準模型。」
與美國宇航局此前的兩項太空任務一樣——「宇宙背景探測者」衛星和威爾金森微波各向異性探測器——「普朗克」衛星也對宇宙微波背景（CMB）進行研究。大爆炸後大約38萬年，CMB開始在宇宙內傳播。很久之後，第一批恆星才開始形成。觀測到的CMB微小波動證明，宇宙內的大型天體從「種子」開始，逐漸發育長大。因此，對CMB進行研究能夠揭示關鍵線索，了解宇宙的幼年時代。
歐航局的「普朗克」衛星
這項工作成果斐然。2013年3月首次公布的「普朗克」觀測數據顯示，宇宙已經138.2億歲，比此前預計增加了近1億歲。此外，「普朗克」的觀測還為宇宙膨脹論提供了強有力的支持。該理論認為在大爆炸後不到一秒鐘，宇宙以超光速膨脹。
2013年公布的觀測發現只依託「普朗克」的CMB溫度測量數據以及最初兩次巡天獲取的數據——總計進行8次巡天。2015年，也就是第二次公布的數據結合了溫度測量結果和CMB偏振（光振）觀測結果，涵蓋「普朗克」衛星獲取的所有類型數據。
藝術概念圖，銀河系的暗物質藍色光暈
2015年公布的結果與兩年前保持一致，同時向宇宙學領域的大圖景進一步邁進。但任務組當時強調，「普朗克」的觀測結果仍是初步發現，需要進一步驗證。塔博爾說：「我們覺得某些偏振數據的質量不夠好，不足以用於宇宙學研究。」
隨著最終數據的公布，這種情況發生改變，因為最終數據是對「普朗克」觀測結果進行最新處理後得出的。此次公布的研究成果包括9篇論文，全部遞交《天文學&天體物理學》雜誌。感興趣的讀者可以登錄歐航局的「普朗克」任務出版物網頁，瀏覽這些論文以及與2013年和2015年公布的數據有關的論文。
星系團Abell 1689，以引力透鏡效應著稱。對這個星系團進行研究有助於科學家揭示暗能量如何塑造宇宙
義大利費拉拉大學的萊諾·馬多勒希在聲明中指出：「我們現在充滿信心。除了僅僅利用溫度數據或者偏振數據來驗證標準宇宙模型，我們還『雙管齊下』來驗證這個模型。標準模型經受住了所有考驗。」馬多勒希是「普朗克」低頻儀器項目的首席研究員。「普朗克」衛星共攜帶兩種儀器，另一個是高頻儀器。
星系團大碰撞。子彈形氣團（右）來自其中一個星系團，穿過另一個較大星系團的炙熱氣體。藍色區域為暗物質
根據標準模型，宇宙由我們看得見，摸得著的正常物質以及暗物質和暗能量構成。暗物質既不吸收，也不反射陽光，因此不可能直接探測到。暗能量是一種神秘莫測的能量，可能加速宇宙膨脹。在宇宙的物質-能量總量中，正常物質的比重最小，只有不到5%。暗物質和暗能量究竟是什麼？現在仍是一個未知數。對於暗物質的主要成分，物理學家提出了幾十種潛在粒子，但所有這些都停留在假設層面。
哈勃常數測量數據
「普朗克」的觀測數據能夠幫助天文學家縮小宇宙膨脹率的範圍，這個值被稱之為「哈勃常數」。根據「普朗克」衛星對早期宇宙的觀測，哈勃常數為67千米/秒/百萬秒差距。1秒差距大約相當於3.26光年。不過，這個數值遠未被證實，同時與其它方式測得的哈勃常數存在差異。根據美國宇航局的哈勃太空望遠鏡和歐航局的「蓋亞」衛星對相對較近天文現象進行的觀測，哈勃常數為73.5千米/秒/百萬秒差距。研究人員表示差距似乎很小，但失之毫釐，謬以千裡。
大爆炸後宇宙迅速膨脹
「普朗克」低頻儀器項目副首席研究員、義大利米蘭大學的馬克·伯薩奈利在聲明中指出：「目前尚沒有一個令人滿意的天體物理學解決方案，能夠解釋這種差異。也許，存在某種新的物理學，等待我們去發現。」
塔博爾表示：「對於發現新的物理學，我們不應表現得過於興奮。這種小幅差異或許可以用一系列小誤差和局部影響加以解釋。我們需要不斷改進測量數據，同時思索更理想的方式，來解讀這種差異。」
暗物質是什麼？是怎樣被發現的？
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來源：www.space.com
翻譯：牛樹軍
責編：Strawberry