几千年来，星空的魅力激发了无数人探索宇宙秘密的愿望。虽然人们发展了许多模型来解释宇宙，但利用定量方法来科学地深入了解宇宙的演化和结构的宇宙学领域，相对来说还处于萌芽阶段。宇宙学的基础是在20世纪初，基于爱因斯坦提出的引力理论——广义相对论的发展而建立起来的。
在一项最新的研究中，阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）合作组的研究人员通过测量宇宙中可探测到的最古老的光所经过的扭曲路径，以无与伦比的精度绘制了宇宙中暗物质的分布。这幅开创性的宇宙图像，显示了整片天空的四分之一的最详细物质分布图，它证实了爱因斯坦的引力理论，并为暗物质的本质提供了新的见解。
自20世纪30年代以来，我们就已知道，我们所看到的一切并非全部。通过测量星系的自转速度，我们了解到，一定存在某种看不见的物质的引力将星系维系在一起，否则星系会分崩离析。这种看不见的物质被称为暗物质。尽管计算表明暗物质占宇宙质量的85%，但它至今难以被探测到，因为它不会与光或其他形式的电磁辐射发生相互作用。据科学家目前所知，暗物质只与引力相互作用。
为了追踪暗物质的位置，ACT合作组的160多名研究人员聚焦于四分之一片天空，他们仔细观测了138亿年前，也就是在宇宙诞生后不久发出的光。这些光起源于宇宙大爆炸后38万年左右，从那时起，它们就从四面八方向我们飞驰而来。宇宙学家将这种光称为“宇宙的婴儿照”，其更正式的名字为宇宙微波背景（CMB）。
CMB从出发到抵达地球的路径并不是一条直线。根据广义相对论，当光在宇宙中传播时，如果光经过了具有很大引力的天体（比如星系团或暗物质团），光的路径会发生弯曲。通过分析这种畸变，科学家可以计算出我们与光源之间潜伏着多少质量。因为我们能看到普通物质，因此任何无法解释的质量就一定是暗物质。
在这项研究之前，科学家也曾绘制过这样的物质分布图。第一张是由ACT在2013年绘制的，随后SPT南极点望远镜和普朗克卫星也进行了这样的绘制。这一次，在新数据和经过改进的分析技术的帮助下，ACT团队获得了更高的精确度。由于ACT是一架地基望远镜，因此研究人员必须考虑地球大气中原子和分子发出的光。研究人员的努力得到了回报，他们得到了灵敏度更高、噪声更少的更好的图像。
精确性的提高和噪声的减少，为正在进行的被称之为“宇宙学危机”的辩论提供了新的见解。从ACT获得的最新结果能够准确地评估出，在物质分布图中看到的巨大块状物的大小，是完全正确的。这意味着，测量结果与基本理论是非常吻合的，并没有出现偏离引力的现象。换句话说，这些结果没有产生新的物理学，并排除了很多“非爱因斯坦”引力模型。