微小的扭曲揭示了宇宙网中股线的更清晰的图片

在该图示中，宇宙微波背景（CMB）光的轨迹由被称为长丝的结构弯曲，这是我们眼睛看不见的，创造了被Planck卫星（左）捕获的弱透镜的效果，空间天文台。研究人员使用计算机来研究CMB的这种弱镜头，并产生一块长丝的地图，通常长度跨越数百个轻的年。(

科学家们在宇宙最早的光明的模式下解释了微弱的扭曲，以将巨大的管状结构映射到我们的眼睛看不见的丝石 - 这是长途的超高速公路，用于向茂密的枢纽提供物质，例如银河系。

包括来自能源劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）和UC Berkeley的研究人员的研究人员分析了使用复杂的图像识别技术从过去的天空调查中的数据分析到识别形状的基于重力的效果这些细丝。他们还使用有关细丝的模型和理论来帮助指导和解释其分析。

4月9日公布的在自然天文学期刊中，细丝的详细探索将帮助研究人员更好地了解宇宙网的形成和演变 - 宇宙中的大规模物质结构 - 包括神秘的，看不见的东西被称为暗物质这占宇宙总质量的85％。

（视频）可视化宇宙网：这种由处女座联盟的计算机化模拟称为千年模拟，在宇宙中显示了由星系组成的宇宙和周围的暗物质。(

暗物质构成了细丝 - 哪些研究人员在数亿光年中学到的是延伸和弯曲 - 以及由通用长丝网络喂养了寄宿星系集群的所谓的晕。对这些长丝的更多研究可以为暗能能力提供新的见解，这是一个推动其加速扩张的宇宙的另一个神秘。

丝状物质也可以对测试中的重力理论，包括爱因斯坦的一般相对论理论，并提供重要的线索，以帮助解决预计存在于宇宙中的可见物质的表观不匹配 - “失踪的Baryon问题”。

“通常研究人员不会直接研究这些长丝 - 他们看看观察中的星系，”伯克利实验室和库珀·塞尔顿大学物理学家的高级科学家Shirley Ho说，Shirley of Carnegie Mellon University的物理学家，他们领导了这项研究。“我们使用了相同的方法来找到雅虎和谷歌用于图像识别的细丝，例如识别街道标志的名称或在照片中找到猫。”

宇宙网中的灯丝结构在不同的时间段显示，当宇宙年龄为123亿岁时，当宇宙为74亿岁时，范围。动画中的区域跨越了7,500平方度的空间。对于蓝色表示的灯丝结构最强。其他可能的长丝结构是阴影紫色，洋红色和红色。(

该研究使用了来自Baryon振荡光谱测量或BOSS的数据，这是一种基于地球的天空调查，捕获了大约150万个星系的光线，以研究宇宙的扩张和宇宙中的物质的图案分布，通过传播声音传播。波浪或“缩放声学振荡”，在早期宇宙中涟漪。

BOSS调查团队在关键角色中精选伯克利实验室科学家，它制作了一个可能的丝结构目录，该丝结构连接了研究人员从最新研究中汲取的。

研究人员还依赖于宇宙微波背景或CMB的精确，空间的测量，这是来自宇宙的第一光的几乎均匀的残余信号。虽然在宇宙中非常相似，但在以前的调查中存在常规波动。

在最新研究中，研究人员专注于CMB中的图案波动。他们使用复杂的计算机算法来寻找从基于CMB的基于重力的扭曲，称为弱镜头效果的细丝的印记，这是由通过物质的CMB光引起的。

由于星系生活在宇宙的密度区域，因此来自CMB光的偏转的弱镜头信号与那些部件最强。暗物质在那些星系周围的晕圈中存在，并且还已知从细丝中的那些密度区域传播。

“我们知道这些长丝也应该引起CMB的偏转，也会产生可测量的弱引力透镜信号，”Siyu He说，这是一个博士学位的主导作者。 Carnegie Mellon University的研究员 - 她现在在伯克利实验室，也与UC Berkeley相关联。研究团队使用统计技术来识别和比较“脊，”或更高密度的点，所以理论被告知他们将指向长丝的存在。

“我们不只是试图”连接点“ - 我们试图在密度下找到这些脊，局部最大点，”她说。他们用其他灯丝和星系集群数据检查了他们的调查结果，以及基于观察和理论的“模拟，”或模拟丝。例如，在伯克利实验室的国家能源研究中心（NERSC）中产生了大量宇宙学模拟，例如，检查其测量中的错误。

长丝及其连接可以在数百万年的时间尺度上改变形状和连接。引力的竞争力和宇宙的膨胀可以缩短或延长细丝。

“细丝是宇宙网的这种组成部分，尽管目前尚不清楚潜在的暗物质和长丝之间的关系是什么，这是研究的主要动机，这是一项研究的作者之一，这是一个研究的作者之一UC Berkeley的宇宙物理中心米勒博士后研究员。

他补充说，现有实验的新数据和现有的天空调查如伯克利实验室LED暗能谱仪（DESI），如伯克利实验室LED暗能谱仪（DESI）应在亚利桑那州的KITT PEAT National Objectatory上建设，并加入了关于这些长丝的更详细的数据。

研究人员指出，井下纺纱的形状和位置的这一重要步骤也应该有助于重点研究，这些研究旨在识别丝绸栖息的内容类型，这些气体的温度以及粒子如何进入和移动的机制细丝。该研究还允许它们确定细丝的长度。

Siyu他说，解决灯丝结构还可以向丝网周围的空间中空隙的性质和内容物提供线索，并帮助“有关一般相对性的修改的其他理论”。

何补充说，“我们也许也许使用这些长丝来限制暗能 - 它们的长度和宽度可以告诉我们一些关于黑暗能量的参数的东西。”

Shadab Alam，爱丁堡大学和爱丁堡皇家天文台的研究员，U.K。华盛顿大学助理教授的Yen-Chi Chen也参加了这项研究。美国美国宇航局，美国宇航局，国家科学基金会，欧洲研究委员会，欧洲研究委员会和米勒伯克利科学基础研究所的米勒研究所支持这项工作。

NERSC是DOE科学用户设施办公室。

出版物：Siyu He，等，“检测宇宙微波背景镜头上的长丝印记，”自然天文学（2018）DOI：10.1038 / s41550-018-0426-z