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(图)研究称宇宙暗物质均匀散布在星系之中 而非聚集

传统理论认为宇宙中的暗物质应该是聚集在一起,但最新测量结果表明,暗物质均匀地散布在星系之中
传统理论认为宇宙中的暗物质应该是聚集在一起,但最新测量结果表明,暗物质均匀地散布在星系之中

  【搜狐科学消息】据国外媒体报道,传统理论认为宇宙中的暗物质应该是紧密地聚集在星系的中心,但最近一项新的研究表明,暗物质均匀地散布在星系之中,使神秘的暗物质进一步复杂化,越来越让科学家迷惑不解,这说明人们对暗物质还知之甚少,从而提醒理论学者对传统理论进行修正。该研究结果刊登在即将出版的《天体物理学》杂志上。

  暗物质与暗能量被认为是宇宙研究中最具挑战性的课题,它们代表了宇宙中90%以上的物质含量。暗物质无法直接被观测到,人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。尽管不知道暗物质具体是什么,科学家们已经逐步建立了一个很好的模型来描述其特性。标准的宇宙模型认为,暗物质由冷的、运行缓慢的奇特粒子构成,由于重力作用,它们聚集在一起,形成暗物质团。宇宙中充满暗能量和暗物质,随着时间的流逝,暗物质团会成长并吸引正常物质,形成如今所见的星系。这种“冷暗物质”模型做得非常好,模拟了暗物质在大多数情况下的行为模式,它设想暗物质应该紧密地聚集在星系的中心。然而,当把它应用到“迷你型”的矮星系时,却不适用了,暗物质的分布情形似乎比模型设想得更分散。

  在哈佛-史密松天体物理中心(Harvard-Smithsonian Centerfor Astrophysics)的一项新研究中,不依赖于任何传统暗物质理论,研究人员使用一种新的方法计算出两个矮星系的暗物质分布。他们研究的是天炉座(Fornax)和玉夫座(Sculptor)这两个银河系附近的矮星系(dwarf galaxies)。研究人员之所以选择矮星系作为研究对象,是因为矮星系由99%的暗物质和1%的正常物质(例如:恒星)所构成,这种差异性使它们成为研究暗物质的理想对象。天炉座和玉夫座只有100万至1000万颗恒星,相较之下,银河系拥有大约4000亿颗恒星。研究人员测量这些矮星系的方位、速度和1500至2500颗恒星的基本化学成分。测量数据显示,这两个矮星系的暗物质均匀地分布在横跨几百光年的较大区域中,与理论预测结果相违背。而之前的预测认为,暗物质的密度应该朝向星系中央明显增加。此项研究的负责人马特•帕尔默(Matt Palmer)表示:“我们的测量结果否定了有关“冷的”暗物质在矮星系中的结构的基本预测。除非理论家修正这些预测,否则“冷的”暗物质不符合我们的观测数据。”

  英国剑桥大学研究员豪尔赫(Jorge Peñarrubia )在一份声明中说:“如果一个矮星系是一个桃子,标准宇宙模型认为,我们应该在桃子中心找到暗物质“核”,相反,我们研究的这两个矮星系却像是无核的桃子。测量结果表明,标准理论模型可能有误。”

  研究人员推测,也许是正常物质影响暗物质的程度超过预期,或者是暗物质并不“冷”,移动速度也不慢。研究人员还将进一步研究更多矮星系,特别是暗物质比例较高的矮星系,以确认上述何者正确。

  据悉,在宇宙学中,暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质,但它却能干扰星体发出的光波或引力,其存在能被明显地感受到。暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。科学家曾对暗物质的特性提出了多种假设,但直到目前还没有得到充分的证明。我们必须知道,暗物质促成了宇宙结构的形成,如果没有暗物质就不会形成星系、恒星和行星,更谈不上今天的人类了。如果我们不了解暗物质的性质,就不能说我们已经了解了宇宙。现在已经知道了两种暗物质--中微子和黑洞,但是它们对暗物质总量的贡献是非常微小的,暗物质中的绝大部分现在还不清楚。2007年1月,暗物质分布图终于诞生了,70位研究人员经过4年的努力绘制出了一幅三维的暗物质“模拟图”,勾勒出相当于从地球上看,8个月亮并排所覆盖的天空范围中暗物质的轮廓。更妙的是这张分布图带给我们的信息,首先我们看到,暗物质并不是无处不在,它们只在某些地方聚集成团状,而对另一些地方却不屑一顾。但最近的测量结果表明,占据宇宙中大部分空间的暗物质的分布情形与传统理论相悖,暗物质均匀地散布在这些星系之中,这表示标准的宇宙暗物质模型图的某些部分可能要修改

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