探索宇宙起源一直是人类的终极目标之一，如同古希腊哲学家柏拉图所言：“天文学迫使灵魂向上看，并引导我们从这个世界到另一个世界。” 而今，詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的出现，为我们揭示宇宙深处的秘密提供了前所未有的机会。JWST致力于研究星系的形成及其与暗物质的关联，为我们理解宇宙的演化带来了新的视角。

我们知道，宇宙中大部分物质是不可见的暗物质，它的引力维系着星系的存在。通过研究星系的形成，我们能间接地了解暗物质的运作方式。然而，这项研究并非易事。观测遥远星系时，宇宙尘埃成为一大障碍。

星系形成于宇宙早期，距今已有数十亿年。由于距离遥远，早期星系的光线难以被观测到。此外，宇宙膨胀导致光线红移至红外波段，因此我们需要大型红外望远镜才能观测到它们，JWST正为此而生。

JWST并非简单的测量工具，它将为我们提供宇宙早期，特别是年轻星系形成的图像。星系的结构和组成与暗物质密切相关，暗物质的数量、构成以及聚集方式都会影响星系的数量、亮度和恒星类型。

然而，星系与暗物质的联系目前主要通过模拟来理解，因为我们对暗物质缺乏直接观测。通过模拟宇宙演化，观察正常物质（如恒星、气体和尘埃）如何形成星系，并将模拟结果与JWST观测到的星系图像进行比较，我们有望找到最佳匹配的暗物质模型。这将有助于我们更深入地理解宇宙，探索新的引力模型，甚至揭示暗能量的奥秘。

然而，宇宙观测充满挑战，星系际空间中存在大量宇宙尘埃，这些尘埃由碳、氧等物质组成。来自遥远星系的光线在穿越数十亿光年的过程中，会与尘埃相互作用，被散射、削弱和红移。因此，我们对早期星系的观测如同隔着迷雾，难以获得清晰的图像。

为了解决这个问题，科学家们利用来自邻近宇宙的实时数据，研究了星系间尘埃的特性，并将这些数据应用于早期宇宙的模拟中，以预测JWST的观测结果。

最近，一项名为IllustrisTNG的模拟项目发布了其研究成果，该项目不仅模拟了暗物质和星系的形成，还模拟了星系发出的光线穿越数十亿光年尘埃到达JWST的过程。该模拟旨在预测JWST将观测到的星系光度函数，即不同亮度等级的星系数量分布。星系光度函数受暗物质性质的影响，也受尘埃的影响。IllustrisTNG模拟首次尝试将JWST的观测结果与暗物质和星系形成的基本物理联系起来。

当然，这仅仅是第一步。这些模拟基于当前的观测和假设，随着JWST的进一步观测，我们将获得更多数据，并改进模拟的精度，最终揭开宇宙更多的奥秘。