يستغرق ضوء المجرة البعيدة مليارات السنين ليصل إلينا، وفي طريقه ينحني مساره قليلاً — وهكذا تظهر الكتلة غير المرئية التي تسمى المادة المظلمة. هذا الانحناء يمدد أو يضغط صورة المجرة قليلاً، مثل الانعكاس في زجاج غير مستوٍ. التقاط هذه التغيرات الطفيفة في الشكل ليس بالمهمة السهلة، فالمجرات نفسها قد تكون ممدودة أو حلزونية أو غير منتظمة تمامًا، والتلسكوب يضيف ضبابية وضوضاء.
لفصل الإشارة الحقيقية عن التشوهات العشوائية، بنى العلماء شبكة عصبية تعرف منذ البداية قاعدة مهمة: إذا دُوِّرت الصورة بمقدار 90 درجة أو عُكست مرآتيًا، يجب ألا يتغير الناتج. هذا التناظر يساعد الشبكة على عدم اختلاق أشياء زائدة. ثم عُوْيِرَت الشبكة بعناية باستخدام حساباتها الخاصة لضمان دقة الإجابات. في اختبارات على مجرات مفردة مشابهة لتلك التي سيرصدها المسح المستقبلي LSST، أعطى النهج الجديد ضوضاء أقل بنسبة 10% عند الإشارة الضعيفة، وهو ما يعادل زيادة عدد المجرات المرصودة بنسبة 20%. في الوقت نفسه، كان الخطأ المنهجي أقل من 0.2% — وهو حد صارم وضع للملاحظات المستقبلية.
هذا النهج خطوة نحو جعل خرائط توزيع المادة المظلمة أكثر موثوقية. فمن خلال التشوهات الضعيفة في أشكال المجرات، يبني علماء الفلك خرائط للكتلة غير المرئية في الكون. وكلما كانت القياسات أدق، اتضح أكثر كيف تتجمع هذه الكتلة في خيوط وعناقيد، ممسكة بالمجرات معًا. وبالتالي، سنفهم بشكل أفضل مما يتكون عالمنا في الحقيقة.
العدسة الجاذبية الضعيفة تشوه شكل المجرة في المتوسط بنسبة 1% فقط — كما لو أن دائرة أصبحت بيضاوية بفارق واحد على مائة من القطر.
في رواية «الظلام بين النجوم»، تساعد خرائط المادة المظلمة الأبطال على رسم مسار عبر تيارات جاذبية غير مرئية — القياسات الدقيقة لأشكال المجرات هناك حيوية.