这张柴郡猫的照片看起来非常有趣。你看到的是一个本该呈圆形的星系在我们看来被拉伸过，我们想知道如何理解、解释这张图。事实证明，该例中的东西看起来真的被拉长了。这是另一个例子：如果你在宇宙中看得更远，会看到这些星系团（我在第一节中提过），我们又看到了一些看起来被拉伸的东西：这是其中一个，这是另一个，这是另一个，一旦开始寻找它们就能发现许多，这还有一个。
这个星系团被称为 Abell 2218，它距离我们21亿光年，这里发生的情况是，这个星系团也几乎是由暗物质海洋组成的，只是这些星系如此分散在这片暗物质的海洋中。因为暗物质存在非常强的引力，引力的作用如下：我们在第一讲中谈到爱因斯坦说引力实际上是空间的扭曲，当空间像这样扭曲时，光线也会因为空间扭曲而弯曲。
这里发生的事情是，假设你正在看着来自遥远星系的光，这是你所在的地方，你可能会认为，光应该直线从光源（恒星或星系）一直到我们这里。光本身也认为自己在直行，但空间本身是弯曲的，所以当光想直行时，它实际上是弯曲的，因为空间本身是弯曲的。
光线弯曲多少由所谓的偏转角给出。如果你知道引力源的质量，如果你知道光线离源有多近，即这里的，你知道其余常数——引力强度（即牛顿常数）和光速，就可以计算出光被重力源偏转或弯曲多少。在给定情况下，星系团中发生的事情是这样的。

因此，如果我们有一个镶嵌在暗物质海洋中的星系团，就会有相当强的引力拉动一切，从而扭曲空间。想象一下，你正在观察这个星系团，但它背后还有另一个星系。它可能很远，但正好沿着同一个方向。如果发生这种情况，那么从后面这个星系发出的光也会因为这个星系团中暗物质的强大引力而弯曲。

这张照片可能是巨大星系中的暗物质最引人注目的例子。这看起来像一张非常美丽的照片，实际上是距离我们 40 亿光年的星系团的照片。但实际上，这实际上是个非常凶险的地方，幸好我们根本不在那里。这里发生的事情是，这实际上是一对星系团，被涂成红色的是普通气体，它变得很热，并放射出X射线。另一方面，这里用蓝色绘制的是暗物质的位置，这是我们通过观察刚才谈到的引力透镜效应所确定的。你首先注意到的事是气体和暗物质成对出现，气体和暗物质，所以这里有一个星系团，那里有另一个星系团。
你注意到的第二件事是气体和暗物质的位置不同。这里气体和暗物质也不在同一个地方。所以我们很自然地想知道，为什么会这样？因为我们了解到，星系团基本上是一片暗物质的海洋，它应该把星系和气体留在里面，但这个气体有点在暗物质海洋之外。人们对此进行了详细研究后，发现这是两个星团以每秒4500公里的惊人速度碰撞的结果。
有人做了一个计算机模拟，以下面的方式再现了这张照片。这里有两个星团，每个星团都是蓝色的暗物质海洋，气体从里面喷出。但是当它们碰撞时，气体实际上会相互作用变热，且产生摩擦，使它们减速并被抛在后面，但暗物质继续移动，好像什么都没发生一样。计算机模拟的结果和照片中看到的完全一样。所以这种气体被留在后面，但现在它被引力拖在暗物质后面。这个著名的例子被称为子弹星团，因为这个形状看起来像一颗子弹。
这是一个很好的例子，它表明暗物质是可以观察到的所有星团中的主要引力源，但同时，暗物质很少和其他东西相互作用，好像什么都没发生一样继续运行，这是暗物质的部分性质。
如果你尝试绘制整个宇宙的星系图（我们还没有成功，因为宇宙空间太大了，我们只成功绘制了其中一部分）。图中是这样一个例子，这张图的直径是二十亿光年，一个点就是一个星系。可以看到整个宇宙的星系分布非常均匀，也可以看到这些细小的“涟漪”：有些地方更密集，有些地方更稀疏。我们想做的是通过计算机模拟来了解这个结构的起源。因此，我们的同事 Naoki Yoshida 对具有暗物质的真实宇宙和没有暗物质的虚拟宇宙进行了大型计算机模拟。从我们在宇宙微波背景中看到的这些微小的涟漪开始，维度是。空心部分有更多的暗物质，它实际上将更多的东西拉入其中，在对比组中变得越来越稠密。最终形成了斑点，它们是非常稠密丰富的暗物质，最终这部分拉入普通气体，气体相互作用，变得非常热，失去能量，最终坍缩形成恒星和星系。另一方面，在这个虚拟宇宙中，没有暗物质，就没有暗物质的强大引力，所以从未形成差异，即使过了138亿年也是如此。在这种没有暗物质的宇宙中，不会有恒星，没有星系，更没有我们。所以从某种意义上说，暗物质对于我们的诞生真的很重要，否则就没有恒星来使我们诞生。
这个非常有趣的视频剪辑中呈现了这个内容。这个人就是乔治·斯穆特，我在伯克利的一位同事。在他发现宇宙微波背景中的这种涟漪，获得诺贝尔奖后，他决定与加州军乐队一起重演大爆炸。我来放这个视频剪辑。星系中心有一个超大质量黑洞。所以这里的乔治·斯穆特先生是一个超大质量黑洞，质量是太阳的四百万倍。这里有一个问题：如果我们还记得在宇宙能量预算中谈到的内容。那么 军乐队中代表普通原子的人的比例是多少？代表暗物质的比例是多少？