科學家已發現早期宇宙中「失蹤」的暗物質？
暗物質似乎已經依附星系很長時間了，大多數存在於100億年前的星系擁有的暗物質和今天的星系一樣多，這與早期的研究相矛盾，早期的研究認為在早期宇宙中潛伏在星系周圍的暗物質更少。
英國杜倫大學(Durham University)天文學家、這項新研究的主要作者阿爾弗雷德·蒂利(Alfred Tiley)說：在遙遠的過去，恆星形成星系中的暗物質同樣豐富，就像今天一樣。這項研究最近被提交給《皇家天文學會月刊》，並於2018年11月16日在《arXiv》上發表。這並不完全出人意料，但在現實中，我們不知道觀察到的現實是否符合理論預期。在我們已知的宇宙中，暗物質約佔總質量的85%，但這種神秘的物質不與光相互作用，這讓科學家們對其精確的性質一無所知。
博科園-科學科普：因此天文學家們必須依靠暗物質對被稱為重子物質的普通物質引力，而不是觀測它。重子物質構成了我們在夜空中看到的恆星、星雲和行星，以及地球上所有的樹木、岩石和人類。暗物質傾向於聚集成星系周圍的光環，天文學家通過測量星系旋轉的速度發現了這一點。根據牛頓引力定律，星系邊緣的恆星旋轉速度應該比中心的慢得多。但在20世紀60年代，天文學家在銀河系邊緣發現了速度很快的近郊恆星，這暗示了隱藏在這些恆星星系軌道之外的額外物質。此後，研究人員測量了宇宙中數千個旋轉速率，證實了這些暗物質暈的存在。在這項新的研究中，研究人員使用了來自對1500個恆星形成星系的兩次調查數據來計算100億年前星系的自轉速率。
精確測量遙遠宇宙過去的星系旋轉是困難的，因為這些古老的星系是難以置信的遙遠和微弱。因此，科學家們通過按距離聚集星系，然後結合它們的光線，估計出了一個平均值。Tiley說：對星系中暗物質數量的估計是每一個時代的全體的平均值，單個星系中的暗物質數量可能會有顯著差異。考慮到星系的質量和密度，研究人員發現，在我們的宇宙歷史中很久以前就存在星系，其暗物質的數量幾乎與我們所在宇宙中的星系相當。但並不是所有人都完全相信。這一發現與之前的研究結果相矛盾。之前的研究發現，宇宙早期星系比年輕的星系擁有更少的暗物質。這些研究著眼於質量更大的單個星系，並使用不同的模型來推斷暗物質數量。
先前一項研究的主要作者、德國加興馬克斯普朗克地外物理研究所(Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)的天文學家萊因哈德說：(這項新研究)只使用了我們得出結論的四種獨立方法中的一種。Tiley發現他的團隊結果高度依賴於使用的模型。最終選擇了一個模型，發現這個模型更能代表科學家們認為在早期佔主導地位的低質量星系。計算機模擬表明，非常高質量的星系，比如Genzel所研究的星系，在遙遠的宇宙中很罕見。看起來(他們的)結果適用於遙遠時期非常大的星系，但可能不能代表恆星質量相對較低的星系，就像我們在工作中研究的那些星系。新結果與描述我們宇宙的「lambda冷暗」物質模型預期相符，這個模型解釋了宇宙是如何構造的，以及為什麼它以更快的速度膨脹。
博科園-科學科普｜參考期刊文獻:《arXiv》,《皇家天文學會月刊》
文：Mara Johnson-Groh/Live ScienceCite：arXiv:1811.05982
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