NASA新望遠鏡計畫上路 愛因斯坦理論助力破解暗物質本質

記者林育如／編譯

愛因斯坦理論再度成為研究關鍵！根據《SPACE》報導，美國國家航空暨太空總署（NASA）南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡（Nancy Grace Roman Space Telescope）預計於2027年啟動科學任務，將利用愛因斯坦於1916年提出的提出的「引力透鏡」效應，試圖破解宇宙中最大謎團之一——暗物質的本質。

愛因斯坦的廣義相對論指出，質量巨大的物體會彎曲時空結構，導致來自遠處光源的光線在經過這些「宇宙凹痕」時發生彎曲。這種現象被稱為引力透鏡，它能將背景星系的圖像放大或扭曲，甚至產生多重圖像。一項最新研究預測，羅曼望遠鏡在其大規模宇宙調查中，將可能發現多達 16 萬個引力透鏡，其中約有 500 個將特別適合用於探測暗物質。

延伸閱讀：黑洞奇點之謎未解 物理學家持續挑戰愛因斯坦廣義相對論極限

「我們最終要解決的問題是：暗物質是由哪種粒子或哪些粒子構成的？」研究團隊首席研究員、聖路易斯華盛頓大學麥克唐納空間科學中心教職研究員坦蘇·戴蘭（Tansu Daylan）表示，儘管我們已經了解暗物質的一些特性，但我們基本上不知道它到底是由什麼組成的。羅曼望遠鏡將幫助我們區分暗物質在小尺度上的分佈方式，從而揭示其粒子性質。

暗物質佔據了宇宙約 85% 的物質含量，但因其不與光（電磁輻射）相互作用，使其無法被直接觀測到。儘管如此，暗物質仍能透過其引力作用影響光線的傳播，這正是引力透鏡效應的基礎。透過分析背景星系的多重、放大或扭曲圖像，科學家能夠更精確地測量透鏡星系中不可見暗物質的分佈。

羅曼望遠鏡在引力透鏡探測方面具有獨特優勢。其生成的單幅圖像面積將是哈伯太空望遠鏡的 200 倍，這將極大地增加引力透鏡的發現數量。此外，羅曼望遠鏡的廣角儀器（一台 300 兆像素相機）具有極高的解析度，能夠以驚人的精度測量背景星系光的彎曲程度，其精確度堪比從兩個半美式足球場外測量一根人類頭髮的直徑。這使得研究人員能夠偵測並表徵更小、質量更小的暗物質結構。

研究團隊負責人布萊斯·韋迪格（Bryce Wedig）表示，尋找引力透鏡並在其中偵測到暗物質團塊是一場微小機率的遊戲。有了羅曼望遠鏡，我們可以撒下大網，並期望經常走運。我們雖然看不見暗物質，但可以測量它的影響。

資料來源：《SPACE》

瀏覽 134 次