70多年来，天文学家、宇宙学家和物理学家都知道，普通物质一定被大量的无形物质包围着——这些物质不足以与原子或恒星碰撞，但质量足够大，可以防止星系分崩离析。这种神秘的物质被称为暗物质，除了其引力影响外，一直难以通过任何其他方式探测到，这导致一些人提出，爱因斯坦的广义相对论未能充分描述引力在星系尺度上的实际作用。现在，最近发生的两个星系团的碰撞揭开了普通物质和暗物质之间的面纱，证明了后者必然存在。
亚利桑那大学的道格拉斯·克劳和一个天文学家团队使用钱德拉X射线天文台观测了碰撞的星系团——被称为子弹星系团，这要归功于一团热气体变形为弹道形状。当较大星系团的超热等离子体对较小星系团中数百万度的氢气和氦气施加阻力时，形成了这个同名的形状，因为它们相互碰撞。但是，尽管它们正在碰撞，但构成星系中的普通物质，由于组成恒星之间巨大的距离，彼此穿过而没有发生碰撞。
给定星系团中的星系恒星仅占质量的约 1% 到 2%，而等离子体则占 5% 到 15% 不等。当星系穿过而等离子体受到阻力时，由此产生的分离使科学家能够通过观察靠近星系团的光线如何弯曲（所谓的引力透镜效应）来确定星系物质各个部分的引力强度与等离子体的引力强度之间的差异，从而有可能首次揭示暗物质。由于气体云质量更大，它产生的透镜效应应该更明显。另一方面，如果星系具有随之移动的暗物质晕——正如理论预测的那样——那么这种相对少量的普通物质应该由于其无形的伴侣而产生超大的透镜效应。
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使用包括 NASA 的哈勃太空望远镜在内的其他几架望远镜进行的观测证明，来自碰撞星系团后方恒星的光线对微小星系更大的引力做出了反应，而不是对等离子体云。克劳解释说：“以前一直存在退化性：您要么需要大量的暗物质来解释额外的引力，要么引力在百万光年尺度上不遵循与我们在太阳系中相同的物理定律。”“我们的观测表明，无论引力在这些大尺度上如何表现，暗物质都必须存在。”
这个存在性的证明，将发表在即将出版的《天体物理学杂志快报》上，但并没有揭示暗物质到底是什么。“多年来，我们几乎排除了所有类型的重子暗物质可能性，例如褐矮星或黑洞。我们几乎只剩下一些新的亚原子粒子，”团队成员亚利桑那大学的丹尼斯·扎里茨基指出。“声称我们对宇宙有所了解有点令人尴尬，因为我们不知道那里 90% 的物质是什么。”