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暗物质的宇宙影响比以前已知的要远得多

2024-06-30科学

准备好重新思考你对宇宙最黑暗的秘密的看法。一些创新的研究人员公布了关于暗物质的新发现,这可能需要在宇宙学领域进行调整。

他们出乎意料地偶然发现了新的证据,这些证据可能会在我们对 宇宙的理解 中产生涟漪。

该领域的一位开创性学者是 凯斯西方大学 从事天文学研究的博士后研究员托比亚斯·米斯特勒(Tobias Mistele)。

Mistele是他所在领域的创新力量,他开创了一种使用引力透镜来穿透暗物质难以捉摸的奥秘的技术。

星系自转曲线和暗物质

他的出色工作揭示了一个令人惊讶的现象:星系的旋转曲线在眼睛能看到的范围内,或者更确切地说,在我们的望远镜所能探测到的范围内,一直保持平坦。

这与之前的信念直接矛盾,即这些曲线必须随着你进一步观察太空的深渊而脱落。

深入研究 星系的运作方式,我们遇到了更多让科学家望而却步的谜团。根据牛顿引力,由于引力较低,位于星系外缘的恒星移动速度较慢似乎是合乎逻辑的,但可观测的现实已证明并非如此。

最初,这种奇特的行为可以用看不见的暗物质 的存在 来解释。然而,即使是暗物质晕的影响也应该在某个时候逐渐减弱,导致平坦旋转曲线的预期下降。

但米斯特勒的仔细分析描绘了一幅不同的画面:这种所谓的暗物质的影响从银河系中心延伸至少一百万光年,远远超出了我们 之前的估计

挑战现有的暗物质理论

我们称之为「暗物质」的广泛影响使我们质疑我们目前对暗物质的理解是否准确。

「这一发现挑战了现有的模型,表明存在大量扩展的暗物质晕,或者我们需要从根本上重新评估我们对 引力理论 的理解,」Mistele解释说。

这种既定观念的剧变促使我们超越我们长期以来所接受的真理。

天文学系教授兼主任斯泰西·麦高(Stacy McGaugh)支持Mistele的工作,称赞这一发现的深远意义。

「它不仅可以重新定义我们对暗物质的理解,还可以召唤我们探索 引力的替代理论 ,挑战 现代天体物理学 的结构,」McGaugh评论道。

爱因斯坦的机智和智慧仍在发挥作用

米斯特勒研究中的关键技术是 引力透镜 ,阿尔伯特·爱因斯坦本人在他的广义相对论中预言了这一点。

当一个物体的质量——比如一个星系团,甚至是一颗大质量恒星——弯曲了来自不同来源的光路时,就会发生这种有趣的现象。

解释引力透镜的图表。图片来源:欧空局

弯曲的发生是因为物体的质量扭曲了它周围的时空,而且它似乎在比预期大得多的尺度上继续存在。

「Mistele的发现强调了科学界进一步探索和合作的必要性 - 以及 对其他数据的可能分析 ,」McGaugh说。

正是这种合作和探索的精神将指导宇宙研究这一激动人心的篇章的下一步。

我们该何去何从?

这些发现的核心结论是,宇宙的奥秘可能比我们最初想象的还要深刻。

要么我们需要扩大对暗物质的理解,要么正如麦高所指出的那样,「整个范式都是错误的」。

一些人甚至认为,暗物质的现有证据可能指向一种新的 引力理论 ,它超越了爱因斯坦教给我们的理论。

无论前进的道路如何,有一点是明确的:我们正处于范式转变的风口浪尖,科学界比以往任何时候都更渴望接受它。

总而言之,令人震惊的发现是,暗物质的影响比以前认为的要远得多,这为我们对宇宙的理解带来了全新的复杂性。#三分钟讲知识#

无论我们是朝着扩大暗物质的观点还是从根本上讲新的引力理论迈进,这项重要的研究都标志着宇宙学领域的一个关键时刻。

完整的研究发表在 arXiv 杂志上。