Wenn dunkle Materie das Licht verbiegt, woher wissen wir, dass das Zeug am Himmel dort ist, wo wir glauben, dass es ist?

Wir messen Bewegung, Position und viele andere Dinge eines Objekts im Raum aufgrund seines Lichts und dessen, was wir damit messen können. Aber soweit ich weiß, soll es im Raum eine RIESIGE Menge dunkler Materie geben, deren Masse und Größe wir nicht kennen, und weil sie Masse hat, hat sie Schwerkraft und kann Licht biegen.

Ich weiß, dass die Physik die Schwerkraft von Sternen und riesigen Objekten im Weltraum berücksichtigen kann, aber wie können sie sich ihrer Messungen (insbesondere der Position) sicher sein, wenn sie nicht wissen, wie dieses Licht von einer geraden Linie abgewichen ist?

Die lokale Dichte der dunklen Materie ist tatsächlich recht klein und liegt in der Größenordnung von (siehe z. B. Bovy & Tremaine (2012) ). Dies bedeutet, dass es ungefähr 0,001 - 0,01 M ⊙ dunkle Materie pro Kubiksekunde gibt - eine erstaunlich kleine Menge. 1000 Kubikparsec würden ungefähr eine Sonnenmasse dunkler Materie enthalten - und das ist ein Würfel mit einer Länge von 10 Parsec auf jeder Seite! Nun ist die Verteilung der Dunklen Materie in Galaxien nicht homogen - es folgt ungefähr ein Navarro-Frenk-Weiß-Profil , dessen Dichte vom Zentrum der Galaxie aus abnimmt - sondern auf der Skala von Parsec (und sicherlich im Sonnensystem)$\rho\sim10^{-19}\text{ g/cm}^3$$0.001$$0.01M_{\odot}$) können wir davon ausgehen, dass es eine ungefähr gleichmäßige Dichte hat.

In kleinen Maßstäben haben wir also eine ungefähre Homogenität und geringe Dichte. Dies bedeutet, dass Gravitationslinseneffekte von dunkler Materie extrem gering sein sollten oder sich selbst aufheben sollten, was nur auf Inhomogenitäten zurückzuführen ist, die große Klumpen dunkler Materie enthalten. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass sich solche Klumpen allein durch die Wechselwirkung der Dunklen Materie mit sich selbst bilden (wenn wir die MACHO- Hypothese, die meines Wissens derzeit nicht bevorzugt wird, außer Acht lassen).

Auf intergalaktische Skalen jedoch dunkle Materie kann einige Auswirkungen haben. Schwache Linsenbildung ist ein häufig beobachtetes Phänomen in Galaxienhaufen, die extrem hohe Anteile dunkler Materie aufweisen können. Es gibt verschiedene Techniken , die derzeit die Massenverteilung der Linsengalaxie zu modellieren (siehe KSB + Verfahren ) und das Bild und die Position der ursprünglichen Galaxie über zu rekonstruieren Entfaltungs (siehe Chantry & Magain , ein visuelles Beispiel gegeben ist hier ). Ich bin mit beiden Techniken nicht allzu vertraut, daher kann ich Ihnen keinen guten Überblick geben.

$\sim10^{10}M_{\odot}$