盘状星系太多 标准模型理论与实际不符

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【大纪元2022年02月10日讯】(大纪元记者笛睿编译报导)现在最主流的宇宙认知理论叫做“标准宇宙模型”,认为存在暗物质是这个理论框架内重要的一部分。一份新研究提出按照这种模型演化而来的宇宙,里面存在的盘状星系(disk galaxy)的数量应该比实际观测到的数量少得多。

从地球上观测到的多数星系都是盘状星系,中间鼓起,就像一个铁饼一样。这份研究提出,按照标准宇宙模型,这个形态的盘状星系应该比较罕见。

标准宇宙模型认为,每个星系周围都被一圈暗物质包围着,这圈暗物质对周围的星系施加很大的引力。主要研究者之一德国波恩大学(​​University of Bonn)物理学教授帕维尔·克鲁帕(Pavel Kroupa)说:“标准模型认为这就是为什么我们经常看到星系之间合并的原因。”

可是这带来两个后果。克鲁帕说:“其一,星系合并的过程会破坏它们盘状的形态。其二,合并后的星系旋转的角动量会减小。”

而星系自旋的离心力是形成盘状形态的主要因素,如果星系自旋的角动量太小,合并后的星系就不会是盘状形态。

这个研究组按照标准宇宙模型用超级电脑模拟宇宙的演化,再把结果与望远镜实际观测到的星系情况进行对比。

合作研究员莫里茨·哈斯鲍尔(Moritz Haslbauer)说:“我们发现理论演化出来的情形和实际观测的数据差异很大。宇宙中盘状星系的数量远远超过理论模型演化出的结果。”

研究组承认,也许他们用超级电脑进行的模拟有些误差,可能导致盘状星系的数量偏少一些。哈斯鲍尔说:“但是即使把误差考虑在内,仍然无法消除理论和实际观测的数据之间的差异。”

现在天文界也有其它对宇宙认知的框架,例如“修正牛顿引力理论”(MOND)就是其中重要的一个。这个理论不用暗物质这样的概念,引入一种未知的新类型的引力,也能够解释宇宙的演化过程和存在形态。克鲁帕说,用MOND理论模拟的宇宙情形,就和实际观测到的星系数据数据基本相符。当然,MOND理论还存在其它方面的挑战。

这份研究2月发表在《天体物理学期刊》(The Astrophysical Journal)。◇

责任编辑:叶紫微

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