Если темная материя изгибает свет, как мы узнаем, что вещество на небе находится там, где мы думаем?

Мы измеряем движение, положение и многие другие вещи объекта в пространстве из-за его света и того, что мы можем измерить с ним. Но, насколько я знаю, в космосе должно быть ОГРОМНОЕ количество темной материи, массы и размера которой мы не знаем, а поскольку она имеет массу, она имеет гравитацию и может излучать свет.

Я знаю, что физика может принимать во внимание гравитацию звезд и огромных предметов в космосе, но как они могут быть уверены в любом из своих измерений (особенно в положении), если они не знают, как этот свет отклонился от прямой линии?

Локальная плотность темной материи на самом деле очень мала, порядка (см., Например, Bovy & Tremaine (2012) ). Это означает, что на кубический парсек приходится примерно - темной материи - потрясающе небольшое количество. 1000 кубических парсеков содержали бы около одной солнечной массы темной материи - и это куб длиной 10 парсеков с каждой стороны! Теперь распределение темной материи в галактиках не является однородным - оно примерно соответствует профилю Наварро-Френка-Уайта , плотность которого уменьшается от центра галактики, - но в масштабе парсеков (и, конечно, в Солнечной системе ) мы можем считать, что он имеет примерно одинаковую плотность.$\rho\sim10^{-19}\text{ g/cm}^3$$0.001$$0.01M_{\odot}$

Таким образом, в небольших масштабах мы имеем приблизительную однородность и низкую плотность. Это означает, что любые эффекты гравитационного линзирования от темной материи должны быть чрезвычайно низкими или самоуничтожаться, возникающими только из-за неоднородностей, содержащих большие скопления темной материи. Тем не менее, такие скопления вряд ли будут образовываться исключительно благодаря взаимодействию темной материи с самим собой (если мы пренебрегаем гипотезой MACHO , которая, насколько я знаю, в настоящее время не одобряется).

Однако в межгалактических масштабах темная материя может иметь некоторые эффекты. Слабое линзирование - это обычно наблюдаемое явление в скоплениях галактик, в которых могут быть чрезвычайно высокие доли темной материи. Есть несколько методов , используемых в настоящее время для моделирования массового распределения линзирующей галактики (см метод КСБА + ) и реконструировать изображение и положение оригинальной галактики с помощью деконволюции (см Чантри & Magain ; визуальный пример приведен здесь ). Я не слишком знаком с любой техникой, поэтому не могу дать вам хороший обзор.

Даже крупномасштабное линзирование имеет большие требования к массе. Зефир указал, что объект переднего плана, который создал крест Эйнштейна, содержал темной материи ( van de Ven et al. (2010) ). Это огромно !$\sim10^{10}M_{\odot}$