上世纪初,天文学家雅克布斯.卡普坦(Jacobus Kapteyn)提出了“暗物质假说”,此后的一个世纪中,科学家们对暗物质进行了孜孜不倦的探索和研究,发现暗物质遍布于整个宇宙中、其总质量是一般物质的6倍等等,但暗物质仍笼罩在重重神秘面纱之下,科学家们对它的了解十分有限、而且争议极大。一方面暗物质笼罩于迷雾之中、另一方面科学家们对暗物质的探测和解释是如此的举步维艰,以致于一些科学家和学者认为,也许关于暗物质的一切都大错特错了,根本不存在“暗物质”这种东西,恒星和星系的旋转速度之所以比人们预想的要快一点,是因为引力的作用方式超出了人们的想象。

2018年4月,耶鲁大爷的天文学家皮特.范多克姆(Pieter van Dokkum)率领的一支研究团队,发现了一个名为“NGC 1052-DF2”的超稀疏星系(简称“UDG”),它与银河系的规模相差无几,但星系中的恒星数量远远少于银河系,这意味着“NGC 1052-DF2”是一个半透明的、黯淡无光的星系。观察和研究了“NGC 1052-DF2”星系中的10个球状星团移动速度之后,研究人员确信“NGC 1052-DF2”星系中的暗物质极少、甚至完全没有暗物质。一年之后,这一研究团队又发现了“NGC 1052-DF4”星系,这一超稀疏星系也几乎没有暗物质,消息一经公布,引发了科学界的热议和争论。

(暗物质)

从现今的宇宙学来说,“暗物质”是气体物质汇聚和坍缩、进而形成恒星的基石,绝大多数的星系、乃至整个宇宙中,暗物质也是最为庞大的组成成分,因此,哥伦比亚大学的天体物理学家耶利米.奥斯特克认为,皮特.范多克姆等人声称“NGC 1052-DF2”是一个没有暗物质的星系,这如同他们发现了一个没有骨架的身体一样,肯定是什么地方出了差错。于是,耶利米.奥斯特克率领的研究团队对“NGC 1052-DF2”星系和“NGC 1052-DF4”星系进行了观测和研究,他们使用5种独立的模型和方法,重新计算了它们与地球之间距离,发现皮特.范多克姆等人的计算有误。

皮特.范多克姆等人的计算结果显示,“NGC 1052-DF2”星系和“NGC 1052-DF4”星系距离地球为6400万光年左右,而耶利米.奥斯特克等人的计算结果显示,它们与地球的实际距离为4200万光年左右。基于这一最新数据,研究人员又重新计算了它们的总质量,其结果是皮特.范多克姆等人计算结果的二分之一、而恒星的质量是皮特.范多克姆等人计算结果的四分之一,这意味着两个超稀疏星系的很大一部分是暗物质所构成的。

(暗物质)

耶利米.奥斯特克认为,天体物理学领域中,测量两个星系之间的距离是一项极具挑战性的任务,出现偏差和错误是可以理解,他们的这一研究表明了,正确的测量结果极为重要,不同的测量结果会导出天壤之别的结论。然而,皮特.范多克姆等人在学术报告上表示,他们力所能及的检查和分析了实验中的各个环节,确保他们的实验方法和计算结果是毫无差池的,因此,究竟哪一个研究团队的计算结果是正确的,还需要进一步的研究和评判。

(暗物质)

小考题:你认为暗物质是否存在呢?欢迎你留言讨论。

（本号专注于科技前沿、历史拾遗、奇闻异事和人物品鉴，还望你的关注和订阅，万分感谢！）