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标 题[摘录]隆计画提出黑暗物质确实存在的证据
发信站铭传筑梦别境 (Sun May 25 23:45:53 2003)
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史隆数位巡天计画(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)日前提出直接证据,证明天文学
家所谓的「暗物质」确实存在,同时此项证据将成为反驳修正牛顿力学(Modified Newton
-ian Dynamics,MOND)重力变论(alternative theory of gravity)的最佳佐证。
虽然无法直接看到暗物质,但根据宇宙论,理论上暗物质应占整个宇宙总质量的27%,相
较之下,现今眼睛看得到、仪器拍得到的所有发光物质,也只不过占了3%而已;剩下的70
%,则是很玄、理论上可能会存在的「暗能量」与「暗辐射」等。天文学家相信在大型星
系的外围,应该有很多黑暗物质聚集成团。理论上,卫星星系绕大型星系运动的速度,会
随离大型星系的距离增加、重力减少而降低,就像是太阳系中离太阳愈近者、公转速度愈
快,离太阳愈远者、公转速度愈慢一样;但是若有黑暗物质存在,则卫星星系公转速度随
距离增加而减低的速率就没那麽快,也就是说,星系外围卫星星系的公转速率会差不多。
左上图为电脑模拟巨星系形成後,在最中央的是巨星系,而在巨星系外围会有一些暗物质
组成的卫星星系存在。
自1983年开始,MOND学说开始窜起,认为像星系外围这样的区域,根本不需要加进暗物质
这样的东西,只要修正重力定律,便可以解释异常的星系自转速率(未随距离而降低)的
现象。以Francisco Prada(德国普朗克天文研究所及西班牙卡纳利天文研究所的研究员)
为首的研究人员,利用SDSS望远镜检测约25万个单一的大型星系後,挑出一些目标作为研
究暗物质重力效应的研究对象。经测量这些大型星系旁绕行的3000多个卫星星系的光谱谱
线红移量,再转换成运动速度後,发现的确有很强的证据显示暗物质的重力场的确存在,
而且黑暗物质的量非常巨大,其在宇宙中所占空间,若以星系为中心,则黑暗物质层的直
径相当於星系直径的50倍!这项发现,等於直接推翻了MOND的重力变论。
由於这是首次直接测量天文学家所预测某些的暗物质特性,因此此项观测结果显的格外重
要。而且,到目前为止,还没有其他的计画可与SDSS相比,因此研究人员将在进一步地利
用SDSS增加观测目标的巨星系和卫星星系数量,以加强观测结果的精确度。
参考资料来源:
http://www.sdss.org/news/releases/20030521.darkmatter.html
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