我們就是搞不懂暗物質。它解決了許多宇宙學的謎團，但它仍在逃避我們的一些最佳預測。

暗物質之所以得名，是因為它不與電磁場相互作用，也就是說它不產生或反射光。雖然我們不能直接探測到它，但天體物理學家相當肯定它的存在是由于它的引力影響。早在1884年，開爾文勛爵就觀察了銀河系中心附近恒星的速度，知道它們的速度不能僅用可見物質來解釋。他推斷我們銀河系中的絕大多數物質是看不見的。從那時起，暗物質的證據不斷積累。今天，天體物理學家用它來解釋一切，從星系的旋轉到宇宙微波背景的構成，因為暗物質的引力似乎是謎題中缺失的一部分。事實上，人們的共識是它約占宇宙物質的85%，盡管我們仍難以解釋它是由什么組成的。

然而，問題是暗物質并不總是存在于它應該存在的地方。例如，波恩大學和圣安德魯斯大學的天體物理學家團隊在《皇家天文學會月報》上發(fā)表了一項研究，他們在該研究中尋找了福納斯星系團中矮星系周圍暗物質暈的證據。根據Lambda-CDM模型，我們最簡潔的宏觀宇宙模型，大多數星系都應該被暗物質暈所包圍。這些光環(huán)被認為遠遠超出了發(fā)光中心，構成了銀河系物質的絕大多數，一些估計認為銀河系的暗物質光環(huán)占95%。

之所以選擇Fornax星系團，是因為它的矮星系位于幾個大星系的附近，這些星系的影響可以用來檢測暗物質暈的存在與否。根據我們對宇宙的理解，如果光暈存在，矮星系將受到潮汐力的保護，這意味著它們不會受到擾動。由于暗物質暈具有如此強大的引力影響，它們的存在將足以幫助矮星系保持其形狀。如果沒有光環(huán)，較大的星系將拉動、扭曲或摧毀其較小的鄰居。

該小組根據矮星系的組成和接近星系團中心的程度計算了矮星系的預期擾動水平。越靠近中心，密度越小，受到的干擾就越大。通過將他們的計算結果與歐洲南方天文臺VLT觀測望遠鏡的觀測結果進行比較，他們能夠得出結論，他們沒有受到暗物質暈的保護。他們說，“觀測到的Fornax星團中矮星系的變形以及朝向其中心的低表面亮度矮星的缺乏與 CDM的預期不相容?！?/p>

這一結果的影響是深遠的。如果暗物質暈不像人們想象的那樣普遍，那么暗物質可能沒有構成宇宙中大多數物質。這也可能意味著暗物質根本不存在。如果這兩個都是真的，那么我們需要回到繪圖板。

一種對立的解釋是修正牛頓動力學或MOND。牛頓的原始萬有引力定律指出，兩個質量之間的引力與它們之間距離的平方成反比，與它們的乘積成正比。1687年，牛頓在《原理》中提出了這一想法，并很快成為物理學的支柱之一。然而，1983年，以色列物理學家莫爾德海·米爾格羅姆意識到，恒星的速度比預期的要大，可以通過調整這個方程來解釋。他發(fā)現(xiàn)用這個方程來計算向心加速度并不能解釋恒星的速度，尤其是在星系外圍的速度。相反，向心加速度平方產生的結果與觀測結果一致，就像線性處理它們之間的距離而不是其平方一樣。因此，MOND提供了沒有暗物質的解決方案。事實上，當波恩和圣安德魯斯的團隊使用米爾格羅姆的修正方程時，他們發(fā)現(xiàn)

這是“與蒙德完全一致的”

這樣的結果是有爭議的。這似乎意味著不僅暗物質不存在，而且經典動力學定律可能是錯誤的。當然，這讓科學界既感興趣又惱火。一方面，暗物質和經典動力學已經無數次證明了它們的有用性。但另一方面，我們似乎發(fā)現(xiàn)了一些不起作用的例子。這一切意味著什么很難說。但可以肯定的是，暗物質如果存在，在可預見的未來將繼續(xù)是一個棘手的對手。這項研究的作者相信暗物質的概念可能最終會被擱置。

作者：小蓋