以亨德里克·希尔德布兰特（Hendrik Hildebrandt）教授为首的德国波鸿鲁尔大学（Ruhr-Universitt Bochum）的天文学家团队，对宇宙中物质的密度和结构有了新的认知。几年前，希尔德布兰特已经参与了一个研究联盟，该联盟指出了不同群体之间的数据差异。物质密度和结构的测定值根据测量方法而存在差异。

该研究团队一项新的分析研究包括更多的红外数据，使这种差异更加突出。他们的研究结果表明这是宇宙学标准模型中的缺陷，挑战了宇宙学的标准模型，特别是最近分析的红外数据可能起决定性作用。

如下图所示包围着数个疏散星团恒星的明亮大星云的船底座星云（Carina Nebula）。宇宙包含了许多不可思议的物体，宇宙学家正在尝试权衡所有因素，寻找有关宇宙的基本问题的答案，例如宇宙中物质的密度有多大。

确定宇宙物质结构有两种方法。

一种方法是可以根据宇宙微波背景来计算物质的密度和结构，宇宙微波背景是在大爆炸之后不久发出的，如今仍然可以测量，这是普朗克研究院使用的方法。

另一种方法是该研究团队以及其他几个团队使用引力透镜效应确定了物质的密度和结构：当高质量物体偏转来自星系的光时，这些星系会以扭曲的形式出现在与实际上是从地球上看它们的时候不同的位置。基于这些变形，宇宙学家可以推断出偏转物体的质量，从而得出宇宙的总质量。

为此，研究人员需要知道光源、偏转物体和观察者之间的距离。研究人员在红移的帮助下确定了这些距离，这意味着遥远星系的光到达地球后就转移到了红色范围内。

如上图所示确定宇宙中的物质密度的第二种方法。为了利用引力透镜效应确定宇宙中物质的密度，宇宙学家研究了遥远的星系，这些星系通常以椭圆形出现。这些椭圆在天空中随机定向：

在到达地球的途中，来自星系的光会通过高质量的物体，例如包含大量看不见的暗物质的星系团。结果，光线发生了偏转，从地球上看时，星系似乎变形了。

由于光线传播经过了很长的距离，因此会被大量物体反复偏转。来自彼此靠近的星系的光通常会通过相同的物体，因此以类似的方式偏转。

因此，相邻星系趋于以相似的方式畸变并指向相同的方向。研究人员探究了这种趋势，以便推断出偏转物体的质量。

使用红外数据的新校准

为了确定距离，宇宙学家因此拍摄了不同波长的星系图像，例如一张在蓝色范围内，一张在绿色范围内，一张在红色范围内；然后，确定各个图像中星系的亮度。该研究团队还提供了一些红外范围的图像，以便更精确地确定距离。

普朗克研究院先前的分析已经表明，微波背景数据系统地偏离了引力透镜效应数据。根据数据集，偏差或多或少是明显的。在该研究团队的研究中偏差明显得多。

希尔德布兰特说， “我们的数据集是唯一基于引力透镜效应并用其他红外数据进行校准的数据集，” “这可能是与普朗克数据更大偏差的原因。”

为了验证这种差异，该研究小组使用类似的校准方法评估了另一个研究团体关于“暗能量调查”的数据集。结果，这些值与普朗克研究数据的偏差甚至更大。

如上图所示，宇宙中的高质量物体并不是完美的引力透镜。当它们使光偏转时，会产生变形，生成的图像看起来就像从酒杯的脚下往酒杯顶上看一样。

目前，科学家们正在争论数据集之间的差异是否实际上表明宇宙学标准模型是错误的还是不错误的。该研究团队已经在对更全面的数据集进行新的分析，以提供进一步的见解。预计将在不久提供有关物质密度和结构的更精确数据。