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新宇宙模型无需暗物质并“与现实很接近”

2020-2-11 环球解密

近期发表在《天体物理学期刊》(Astrophysical Journal)上的研究,首次模拟了一个没有暗物质的宇宙模型,模拟宇宙从大爆炸初期演变至今的情况。研究者称里面诞生的星系形态和分布情况和现实宇宙“很接近”。

很多宇宙学家认同的宇宙发展理论认为,大爆炸诞生宇宙后,物质分布不均衡,密度大的区域由于其引力大,所以从周围吸收更多物质,几十亿年后,逐渐形成我们今天看到的各个星系。

这种理论认为宇宙中还有一种重要的“暗物质”成分,因为仅靠恒星之间的引力不足以维持它们在高速旋转的星系中的位置,需要一种像“油灰”一样的物质,防止大量恒星被甩出去。

可是,至今科学家也找不到暗物质存在的直接证据。

另一些科学家有其他的理论。比如“修改版牛顿力学”(MOND)就是一种。德国波恩大学(University of Bonn)天体物理学教授克鲁帕(Pavel Kroupa)说:“也许,引力的作用和之前认知的不一样。”

修改版牛顿力学认为,两个物体之间的引力只在一定条件下遵循牛顿定律,可是在加速度很小的情况下,就像星系的情形,引力将变得很强。这就能解释高速旋转的星系为什么不会散开。

这份由德国波恩大学(University of Bonn)和法国斯特拉斯堡大学(University of Strasbourg)合作的研究,从大爆炸后几十万年的时候从一个气团开始模拟宇宙的发展。“我们的模拟结果在很多方面都和望远镜观测的结果相近。”克鲁帕说。比如,恒星的分布和运动速度,与我们在夜空中观测到的一样。

“而且,我们的模拟产生的星系大多数是像银河系和其他大量我们看到的星系一样,是盘状星系。”克鲁帕说,“而暗物质理论模型,演变出的大量星系不具有物质盘特征——这与观测结果不符,(暗物质理论)很难对此作出解释。”

研究人员称,另外,对于像超新星频率这样参数的变化对暗物质模型的计算影响很大,而在无暗物质模型中这个因素几乎不起作用。

研究者表示他们的模型还不够完善。“这只是第一步。”克鲁帕说,他们对宇宙初期的物质分布只进行了最简单的模拟,“我们得重复计算,把复杂一些的影响因素考虑在内。我们将会看到MOND模型能够解释现实宇宙。”

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