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我們熟知的“暗物質(zhì)”理論,可能正面臨前所未有的挑戰(zhàn)隨著科技的進(jìn)步,天文學(xué)家們?cè)谟^察矮星系時(shí)發(fā)現(xiàn),它們似乎根本不含有“暗物質(zhì)”在探討宇宙學(xué)及星系演化的過程中,“暗物質(zhì)”幾乎是一個(gè)不可或缺的話題根據(jù)傳統(tǒng)理論,暗物質(zhì)存在于所有星系周圍,就像一個(gè)保護(hù)罩,確保星系在遭遇外部引力干擾時(shí)仍能保持穩(wěn)定。
即便是那些體積較小的矮星系,也應(yīng)該擁有自己的暗物質(zhì)暈。失去了暗物質(zhì)的保護(hù),這些矮星系在大質(zhì)量星系面前幾乎沒有抵抗力,很可能會(huì)被直接撕裂至解體。
然而,一項(xiàng)研究卻對(duì)這一結(jié)論提出了質(zhì)疑研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),在“天爐座”星系團(tuán)內(nèi)部,有一個(gè)名為NGC1427A的矮星系,它竟然不包含任何暗物質(zhì)這不僅意味著發(fā)現(xiàn)了一顆不含暗物質(zhì)的星系,更令人驚訝的是,在整個(gè)矮星系群中居然存在這樣的特例——這在過去幾乎是不可能的事情。
按照常規(guī)思維,矮星系的存在本身就是暗物質(zhì)存在的最好證明之一,因?yàn)樗鼈兲×?,幾乎無法僅依靠自身提供的引力維持穩(wěn)定狀態(tài);如果沒有暗物質(zhì)的幫助,它們應(yīng)該早已消失于歷史長河之中。
但現(xiàn)在的情況是,NGC1427A不僅存活了下來,而且還在不斷吸引周圍的物質(zhì),完全不受外界引力的影響這是怎么回事呢?讓我們先來看看這顆星系的位置“天爐座”星系團(tuán)距離地球大約7500萬光年遠(yuǎn),在這個(gè)范圍內(nèi)包含了許多矮星系。
按照傳統(tǒng)觀點(diǎn)來看,這些矮星系應(yīng)該是最早受到破壞的對(duì)象,因?yàn)樗鼈冞^于微小,難以抵御來自更大星系的強(qiáng)大吸引力。
然而實(shí)際上,觀測結(jié)果顯示這些矮星系確實(shí)存在且非?;钴S那么問題來了:是什么原因?qū)е铝诉@種現(xiàn)象呢?難道這些矮星系擁有某些我們尚未知曉的力量嗎?或者它們真的得到了暗物質(zhì)的支持?顯然這兩種可能性都不太令人信服,否則為何唯獨(dú)NGC1427A成為了一個(gè)例外呢?。
通過對(duì)該星系團(tuán)內(nèi)其他矮星系的研究分析,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)大部分成員都是由暗物質(zhì)構(gòu)成的,并具有強(qiáng)大的引力作用,但唯獨(dú)NGC1427A顯得與眾不同,仿佛從一開始就沒有暗物質(zhì)一樣。
如果采用傳統(tǒng)的牛頓動(dòng)力學(xué)來解釋這一現(xiàn)象,則很難給出合理答案但如果我們對(duì)牛頓動(dòng)力學(xué)進(jìn)行適當(dāng)修正,則一切都變得可以理解了“修改后的牛頓動(dòng)力學(xué)”提供了一種替代性解釋,認(rèn)為在某些特定條件下(如物體達(dá)到一定速度時(shí)),引力強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化。
基于這種新的理論框架,即使沒有假設(shè)暗物質(zhì)的存在,也可以很好地解釋為什么NGC1427A能夠在缺乏暗物質(zhì)保護(hù)的情況下仍然生存得很好。
這項(xiàng)研究成果一經(jīng)發(fā)表便引起了科學(xué)界對(duì)于“暗物質(zhì)”理論的廣泛討論顯然,如果“暗物質(zhì)”真的不存在的話,那么我們就需要重新審視自己對(duì)整個(gè)宇宙的認(rèn)知體系,而不是像以往那樣簡單地將所有未知現(xiàn)象歸因于“暗物質(zhì)”有人認(rèn)為出現(xiàn)這種情況可能是因?yàn)槟壳皩?duì)于矮星系的理解還不夠深入。
也許NGC1427A并不是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)不含暗物質(zhì)的星系,只是由于其極其微弱的特性而難以被發(fā)現(xiàn)罷了
雖然這種說法聽起來有一定道理,但仔細(xì)思考后會(huì)發(fā)現(xiàn)其中存在著邏輯漏洞科學(xué)研究講究全面性和普遍性,僅憑一兩個(gè)案例就否定整個(gè)理論顯然是不合理的做法事實(shí)上,“暗物質(zhì)”學(xué)說在過去幾十年間已經(jīng)積累了大量支持證據(jù),表明暗物質(zhì)普遍存在于各類星系之中,包括那些看似最不起眼的矮星系。
正是基于這些堅(jiān)實(shí)的證據(jù)基礎(chǔ),“暗物質(zhì)”才被認(rèn)為是構(gòu)成宇宙結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵組成部分之一但是當(dāng)我們仔細(xì)審視這些所謂的證據(jù)時(shí),可能會(huì)意識(shí)到它們并不足以完全證實(shí)“暗物質(zhì)”的存在以星系旋轉(zhuǎn)曲線為例,當(dāng)人們觀察到某個(gè)螺旋星系時(shí),往往會(huì)注意到其外圍區(qū)域比中心部分旋轉(zhuǎn)得更快。
這與太陽系的情況正好相反——在那里遠(yuǎn)離太陽的地方行星公轉(zhuǎn)速度減慢最初人們認(rèn)為這是因?yàn)榇嬖谥罅靠床灰姷陌滴镔|(zhì),通過引力影響著周圍物體的運(yùn)動(dòng)軌跡但如果仔細(xì)分析這些數(shù)據(jù)就會(huì)發(fā)現(xiàn),雖然外圍確實(shí)存在較強(qiáng)的引力作用,但這股力量并不足以使物體達(dá)到如此高的轉(zhuǎn)速。
打個(gè)比方來說,就像你用一根繩子牽著籃球繞圈轉(zhuǎn)動(dòng)一樣如果繩子較短,那么籃球就會(huì)向內(nèi)傾斜;反之,若拉長繩索,則籃球轉(zhuǎn)速加快這說明兩者之間還存在一條隱形的連接線在這里,“看不見”的連接線指的就是暗物質(zhì);而另一種可能性則是我們對(duì)引力法則的理解尚不完整。
如果后者成立的話,那么即使沒有那根看不見的繩索,籃球也能保持高速旋轉(zhuǎn)。
已有研究表明,“修改后的牛頓動(dòng)力學(xué)”能夠提供一套規(guī)則來解釋大多數(shù)螺旋星系旋轉(zhuǎn)曲線中的異?,F(xiàn)象更重要的是,如果承認(rèn)像NGC1427A這樣的矮星系確實(shí)不含暗物質(zhì),那么或許整個(gè)宇宙根本就不存在所謂的“暗物質(zhì)”。
“暗物質(zhì)”概念首次受到了如此廣泛的質(zhì)疑,這對(duì)科學(xué)研究來說無疑是一次重大突破