第743节（2 / 2）

用人话说就是公转速度。

如果星系的引力仅由可见物质提供，那么可以计算出旋转曲线应该会呈现出这样一个效果：

距离星系中心越远的星体，旋转速度应该越慢。

然而，薇拉·鲁宾对仙女星系进行观测时却发现……

实际的旋转曲线在超出一定距离后。

离星系中心越远的星体，旋转速度和内部几乎保持不变。

这意味着什么呢？

上过高中物理的同学应该都知道。

距离星系中心距离相同的情况下。

v1（也就是理论上应该拥有的较慢速度）和v2（薇拉·鲁宾观测到的旋转速度），二者的离心力是截然不同的。

前者低，后者高。所以如果星系的引力仅由可见物质提供，那么理论上用v2旋转的星体将会被甩出星系。

除非……

那些星体被某些看不到的东西所吸引了，因而被束缚在了星系中。

也就是星系的实际质量，要比观测计算出来的质量更大。

这就是暗物质的万恶之源。

等到了2022年，暗物质的证据就很多了。

比如通过多种相互独立的测量方法得到的星系（或星系团）总质量，比其中普通物质的质量多出很多。

又比如关于宇宙微波背景辐射的观测。

又又比如关于不同宇宙年龄时形成星系团数量的模拟等等……

另外要提及一点的是。

目前对星系质量的计算方式已经非常成熟了，不会出现太大的误差。（具体方式可见281章）

所以呢。

以上那些情况是切实存在的，要想解释这些反常现象，人们有两种办法：

一是坚持已知的引力理论——也就是广义相对论的正确性，但引入某种电中性的物质提供额外引力源。

这种粒子其只参与引力但不参与电磁相互作用，无法通过电磁手段探测到它，故称为“暗物质”。

二则是不引入暗物质的概念，而是通过修改引力理论，使得修正后的理论在宇宙大尺度结构上符合天文测量结果。

粒子物理学家选择方案一。

因为毕竟引入新粒子是更经济和屡试不爽的办法，并且早先的许多模型引入后来被证明都是正确的，比如说希格斯粒子。

但广义相对论学家呢，则大多喜欢方案二。

因为又可以吃成长快乐了。

目前持观点一……也就是暗物质存在的科学家数量，要远高于后者。

比如咱们国家就发射了悟空号暗物质探测卫星上天探查，国外也有很多相关项目。

现在科学界比较准确的说法是这样的：

宇宙总质能中，只有4.9％的可见物质。

也就是我们看得见的星系、星云尘埃、恒星、行星等只占宇宙总质能的4.9％，还有95.1％，是26.8％的暗物质和68.3％的暗能量——这不是民科哈，是宇宙学如今比较统一的看法。（比如《science》的这篇10.1126/science.1146676还有这篇org/10.1093/mnras/staa3016）

不过需要明确的是。

虽然理论上支持暗物质存在的证据有很多很多，暗物质的存在概率要比‘引力子’大上了无数倍——这里的无数倍不是夸张，而是确实如此。

但截止到目前，人类依旧没有发现任何一种非广义概念的暗物质。

这玩意儿某种意义上有些像是黑洞：

大家都知道黑洞存在，但直到2019年事件视界望远镜拍到了吸积盘之后，人类才第一次从事实上确定了黑洞存在。在那之前，物理学界和天文学界只能用现象去表明黑洞存在。

暗物质也是同理。

在中微子震荡发现之前，科学界一直认为中微子最可能是暗物质。

但在中微子震荡被发现后，这种可能就被pass了。

因为中微子震荡证明中微子在宇宙中星系形成时是相对论性运动的，如果它们作为暗物质的主要成分的话，将会阻碍星系乃至宇宙大尺度结构的形成，所以不能是暗物质的主要成分。

如今中微子被归类为了热暗物质……也就是以接近真空光速的速度运动、不参与电磁相互作用的暗物质的一部分。

这就好比进化论一直在找标准的‘人猿’，也就是界于原始人和猿猴之间的那种进化中间体。

但找来找去死活找不到人猿，就只能无奈把黑猩猩归类到了‘半步人猿’‘猿猴巅峰大圆满’‘可受人猿一击而不死’这种概念。

也就是硬算的话可以算进去，但没啥实质意义。