16日，天文学家首次借助哈勃望远镜（小月谈天（1）：http://weibo.com/1763003110/z08zfbWvj）观测到三维形态暗物质巨大细丝。这股暗物质细丝被哈勃望远镜锁定在距地球65亿光年的巨型星系群MACS J0717.5+3745附近，长达6000万光年。MACS J0717.5+3745是人类观测到的最大星系群之一。

    根据维基百科的介绍，在宇宙学中，暗物质是指无法通过电磁波的观测进行研究，也就是不与电磁力产生作用的物质。人们目前只能通过引力对其产生的效应得知暗物质的存在。宇宙中有大量暗物质的存在。

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     据NASA的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）的“5年数据发布”，宇宙中的暗能量占74%，暗物质占22%，剩下的4%才是我们能观测到的“物质”。暗物质的存在可以解决大爆炸理论中的不自洽性，对结构形成也非常地关键。暗物质很有可能是一种（或几种）粒子物理标准模型以外的新粒子所构成。对暗物质的研究是现代宇宙学和粒子物理的重要课题。

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    上图是哈勃太空望远镜观测到的巨型星系群MACS J0717.5+3745。这张巨大视野图系18张哈勃拍摄的该星域图片组合而成。（这张图尺寸巨大，超过 210M，下载原址：http://sci.esa.int/science-e-media/img/f2/heic1215b.jpg）。

    下图为经过处理的照片，为的是让读者能较明显地找到暗物质丝存在的区域。图中星系群和周围的泛蓝光区域显示了暗物质的大概位置。

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    此次被发现的这些细丝状暗物质弥漫在MACS J0717.5+3745及其周边，系宇宙大爆炸初期就残留下来的物质，它们构成了宇宙大尺度结构的一部分。大爆炸理论认为宇宙最初时刻的物质密度不均匀，许多物质在稀薄形态间转换，大量物质凝结变成一张巨大的丝网结构。网间的连接点位置就在类似MACS J0717.5+3745这样的大质量星系群附近。在宇宙网细丝交汇的地方，细丝缓缓地向星系群中注入星际物质。超级计算机模拟的宇宙进化模型目前也支持这一观点。从人类的尺度来看，这些细丝体积十分巨大，主要由暗物质组成。

    研究宇宙网及组成这张网的“细丝”，能帮助科学家弄清楚许多和宇宙演变相关的问题。但是宇宙网细丝巨大广阔，而且非常分散，要探测到它们极为困难。法国马赛天体物理学实验室的马蒂尔德·让扎克等人认为，要用多种方法才能在广袤的宇宙空间找到它们。比如：确定一个最可能的目标——先找到特征明显、生长活跃的星系群。MACS J0717.5+3745星系群正是美国夏威夷大学的研究小组10年前发现的。经过多年的判研，科学家认定MACS J0717.5+3745星系群正在稳定生长，这使得它成为了良好的宇宙网络研究目标。

    来自美国、法国等国的研究小组对哈勃拍摄的MACS J0717.5+3745高分辨率图像进行了分析，并结合了美国夏威夷凯克天文台和双子天文台对该星系内部的分光数据。经过对图像和数据的综合分析，科学家制作出了暗物质细丝的完整图景：它从星系群核心内延伸出来，足足跨越了6000万光年的浩瀚长度。这个长度令科学家们感到震惊：如果这种细丝仅仅是宇宙暗物质里的“小儿科”，那么宇宙细丝所包含的暗物质可能比理论学家预测的量要多得多。

    此外，引力透镜技术也是科学家搜寻宇宙细丝的方法。包括暗物质在内的巨型天体会扭曲环绕在它们周围的时间和空间，导致光线沿着弯曲的路径穿过它们。宇宙网细丝大部分由暗物质构成，质量极大的暗物质细丝会令穿越其间的光线产生弯曲，使背景星系图像产生畸变，这一现象就是引力透镜效应。科学家通过哈勃望远镜等观测系统拍摄到产生畸变的星系图像后，研究图像的微小变形就能揭示暗物质细丝隐藏的位置。

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    如图，大质量天体使来自遥远星系的光线产生弯曲。桔黄色的箭头的尾端代表我们看到的背景星系的位置（虚像），白色箭头为光线的实际路径。

    最后，计算机处理软件能将变形的星系图像转化为质量图，并制作出星系群模型。通过巨量、高清的图像判读，科学家们可以仔细研究微细的透镜效应；并测量观测目标间的距离和相对运动，揭示暗物质细丝的三维结构和方向，并消除传统二维图像带来的偏差和各种不确定性。这些结果将有助于提升宇宙模型预测的上限值。

    除了在低轨运行的哈勃望远镜之外，将于2018年发射升空并取代哈勃望远镜的詹姆斯·韦伯红外望远镜届时也将利用各种高精度探测设备成为探测宇宙网细丝的有力工具。