新宇宙模型無需暗物質並「與現實很接近」

2020-12-16 環球世界未解之謎

近期發表在《天體物理學期刊》（Astrophysical Journal）上的研究，首次模擬了一個沒有暗物質的宇宙模型，模擬宇宙從大爆炸初期演變至今的情況。研究者稱裡面誕生的星系形態和分布情況和現實宇宙「很接近」。

很多宇宙學家認同的宇宙發展理論認為，大爆炸誕生宇宙後，物質分布不均衡，密度大的區域由於其引力大，所以從周圍吸收更多物質，幾十億年後，逐漸形成我們今天看到的各個星系。

這種理論認為宇宙中還有一種重要的「暗物質」成分，因為僅靠恆星之間的引力不足以維持它們在高速旋轉的星系中的位置，需要一種像「油灰」一樣的物質，防止大量恆星被甩出去。

可是，至今科學家也找不到暗物質存在的直接證據。

另一些科學家有其他的理論。比如「修改版牛頓力學」（MOND）就是一種。德國波恩大學（University of Bonn）天體物理學教授克魯帕（Pavel Kroupa）說：「也許，引力的作用和之前認知的不一樣。」

修改版牛頓力學認為，兩個物體之間的引力只在一定條件下遵循牛頓定律，可是在加速度很小的情況下，就像星系的情形，引力將變得很強。這就能解釋高速旋轉的星係為什麼不會散開。

這份由德國波恩大學（University of Bonn）和法國斯特拉斯堡大學（University of Strasbourg）合作的研究，從大爆炸後幾十萬年的時候從一個氣團開始模擬宇宙的發展。「我們的模擬結果在很多方面都和望遠鏡觀測的結果相近。」克魯帕說。比如，恆星的分布和運動速度，與我們在夜空中觀測到的一樣。

「而且，我們的模擬產生的星系大多數是像銀河系和其他大量我們看到的星系一樣，是盤狀星系。」克魯帕說，「而暗物質理論模型，演變出的大量星系不具有物質盤特徵——這與觀測結果不符，（暗物質理論）很難對此作出解釋。」

研究人員稱，另外，對於像超新星頻率這樣參數的變化對暗物質模型的計算影響很大，而在無暗物質模型中這個因素幾乎不起作用。

研究者表示他們的模型還不夠完善。「這只是第一步。」克魯帕說，他們對宇宙初期的物質分布只進行了最簡單的模擬，「我們得重複計算，把複雜一些的影響因素考慮在內。我們將會看到MOND模型能夠解釋現實宇宙。」

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