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標 題[摘錄]隆計畫提出黑暗物質確實存在的證據
發信站銘傳築夢別境 (Sun May 25 23:45:53 2003)
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史隆數位巡天計畫(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)日前提出直接證據,證明天文學
家所謂的「暗物質」確實存在,同時此項證據將成為反駁修正牛頓力學(Modified Newton
-ian Dynamics,MOND)重力變論(alternative theory of gravity)的最佳佐證。
雖然無法直接看到暗物質,但根據宇宙論,理論上暗物質應佔整個宇宙總質量的27%,相
較之下,現今眼睛看得到、儀器拍得到的所有發光物質,也只不過佔了3%而已;剩下的70
%,則是很玄、理論上可能會存在的「暗能量」與「暗輻射」等。天文學家相信在大型星
系的外圍,應該有很多黑暗物質聚集成團。理論上,衛星星系繞大型星系運動的速度,會
隨離大型星系的距離增加、重力減少而降低,就像是太陽系中離太陽愈近者、公轉速度愈
快,離太陽愈遠者、公轉速度愈慢一樣;但是若有黑暗物質存在,則衛星星系公轉速度隨
距離增加而減低的速率就沒那麼快,也就是說,星系外圍衛星星系的公轉速率會差不多。
左上圖為電腦模擬巨星系形成後,在最中央的是巨星系,而在巨星系外圍會有一些暗物質
組成的衛星星系存在。
自1983年開始,MOND學說開始竄起,認為像星系外圍這樣的區域,根本不需要加進暗物質
這樣的東西,只要修正重力定律,便可以解釋異常的星系自轉速率(未隨距離而降低)的
現象。以Francisco Prada(德國普朗克天文研究所及西班牙卡納利天文研究所的研究員)
為首的研究人員,利用SDSS望遠鏡檢測約25萬個單一的大型星系後,挑出一些目標作為研
究暗物質重力效應的研究對象。經測量這些大型星系旁繞行的3000多個衛星星系的光譜譜
線紅移量,再轉換成運動速度後,發現的確有很強的證據顯示暗物質的重力場的確存在,
而且黑暗物質的量非常巨大,其在宇宙中所佔空間,若以星系為中心,則黑暗物質層的直
徑相當於星系直徑的50倍!這項發現,等於直接推翻了MOND的重力變論。
由於這是首次直接測量天文學家所預測某些的暗物質特性,因此此項觀測結果顯的格外重
要。而且,到目前為止,還沒有其他的計畫可與SDSS相比,因此研究人員將在進一步地利
用SDSS增加觀測目標的巨星系和衛星星系數量,以加強觀測結果的精確度。
參考資料來源:
http://www.sdss.org/news/releases/20030521.darkmatter.html
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