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先是一堆物质“变暗”。现在可见物质也变得不可见了。

最近的研究表明,大部分常规物质并没有像我们预期的那样被锁定在星系中。

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图片来源:William P. Blair/约翰霍普金斯大学

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长期以来,天文学家一直推断宇宙中的大部分物质是不可见的,以神秘的暗物质形式存在。但最近的一项研究表明,大部分普通物质也被隐藏起来了。

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宇宙微波背景——大爆炸余辉——的广泛接受的研究表明,宇宙中每有一磅普通物质,就有大约六磅暗物质,这些看不见的粒子仅凭其引力作用为人所知。由于星系是由这两种物质的密集团块形成的,研究人员假设,平均而言,星系的构成应呈现出类似的 1:6 比例。“部分的总和应该等于整体,”马里兰大学天文学家Stacy McGaugh说。但是当他检查了 100 多个星系时,他发现所有星系的普通物质都比预期的要少得多。银河系显示的物质仅为预期量的四分之一。较小的星系数量更少,在研究中质量最小的星系 Willman 1 和 Segue 1 中,可见物质仅占总量的约 0.05%。宇宙中的大部分普通物质都无处可寻。

一些科学家曾提出,丢失的物质可能隐藏在围绕星系的延伸气体晕中,但密歇根大学天文学家Joel Bregman对这个想法提出了打击。通过研究穿过银河系晕的遥远恒星发出的光,Bregman确定“物质确实不在那里,”他说。他认为,也许早期宇宙中的大部分热气体根本没有被星系捕获,而是仍然不可见地分散在星系际空间中。

对这些令人困惑的新发现的更激进解释涉及重新思考引力定律。一种被称为修正牛顿动力学的假说可以一举消除丢失物质问题和暗物质。但Bregman说,目前,放弃爱因斯坦的、得到极好支持的引力理论——广义相对论——仍然是“一个相当不受欢迎的可能性”。

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