小型星系中暗物质的特殊分布

暗物质是一种神秘的未知物质,占如今宇宙中所有物质的80%。如果引力是唯一驱动暗物质的力量,那么它应该会不停地向内聚集,直到在星系中心形成极端致密的区域。然而天文学家发现宇宙中的暗物质分布并不像计算机模拟的那样会成团聚集,尤其是在矮椭球星系中。由日本、德国、澳大利亚天文学家组成的研究小组提出暗物质处于某种能量状态时,会像分散的台球那样分布。这可能帮助科学家解释为何不同大小的星系形态不同。     

毎个星系都含有暗物质吗?

两个不起眼的星系在学界掀起了轩然大波,但时至今日仍不清楚到底是怎么回事。在距离地球约6000万光年之外——至少有一些天文学家的结论如此,有一对奇特的星系正在引发一场宇宙学骚动。分别被称为NGC 1052-DF2和NGC 1052-DF4,后文简称为DF2和DF4,它们所包含的恒星数量远远少于常见的星系。然而,让天文学家咋舌的并非它们缺少恒星,而是这两个星系似乎不包含暗物质,但暗物质占据着宇宙物质组成的85%。     

山雨欲来暗物质星

有了暗物质湮灭的帮助,宇宙最早期的一些恒星可以长到远超它们本该的大小。很久很久以前,宇宙和今天的样子截然不同。那时大爆炸仍记忆犹新,第一代恒星正在形成并开始发光,当时的宇宙比现在要小得多。在这个稠密的环境中,被称为暗物质的神秘物质在初生的星系中乱窜。科学家认为,在这样一个环境中,会形成一种新的恒星:暗物质星。     

暗物质：宇宙的秘密

在我们的宇宙中,恒星和行星是随处可见的,除此之外还有大量自由漂浮着的气体云,也涂画在时空巨大的幕布上——我们所能看到的这一切,天文学家称它们为“可见物质”。但你是否知道,这些可见的物质,其实只占了宇宙中全部物质的很少一部分（17％）呢？宇宙中另外那约83％的物质都是我们看不见的,没有人知道它们究竟是些什么。在过去的80多年里,天文学家一直试图对宇宙中这些被称为“暗物质”的成分进行直接的观测,但到目前为止还没有一次获得过成功。     

为什么我们需要暗物质?

暗物质既是宇宙必需的组成部分,更是一个依然扑朔迷离的难题。根据对宇宙大爆炸余辉——微波背景辐射——的研究,你、我、每一件日常用品、行星、恒星、星云和星系等,我们周围可见的所有物质仅占据宇宙质量能量的4.9%。与之形成对比的是,暗物质占据了宇宙的26.8%,是普通物质的5倍多,但它们的本质至今不明。     

暗物质——我们究竟知道些什么？

神秘而不可见的物质维系着宇宙,使我们生存的世界免于分崩离析,但它们到底是什么？ 宇宙并不遵循“所见即所得”的原则。事实上,我们所看到的物质——恒星、气体和尘埃——仅仅占据了宇宙物质质量的10％左右。这些可见的普通物质由质子、中子和电子组成。科学家们把它们称为“重子物质”,因为质子和中子在亚原子粒子中被称为“重子”。宇宙物质的其余90％则是“暗物质”,它们包围着宇宙中的每一个星系。     

感受到相邻宇宙的影响了吗？

按照标准模型,我们的宇宙创生存．137亿年前的一次大爆炸,佃由于宇宙膨胀,天文学家们通过先进的望远镜仍能观测到远达450亿光年的天体。一些宇宙学家认为这个距离可定为我们宇宙的边界或称为宇宙视界（cosmic horizon）。     

超星系团的宇宙乐章

天文学家正在努力了解宇宙的大尺度结构——它们是如何形成以及是如何影响宇宙膨胀的？ 在最大的尺度上,我们的宇宙看上去就犹如午后无风的湖面,平静、波澜不惊。但是在数亿光年或者更小的尺度上,宇宙则呈现出了物质和巨洞之间的随机、混杂分布。这是一个物质聚集成团的宇宙。     

是谁触发了“大爆炸”？

但凡听说过宇宙是从一个高温、高密的“奇点”爆炸,膨胀而来的人,都会发出同样的疑问：在大爆炸之前的宇宙是什么样子？“永恒暴涨”、“循环模型”以及“圈量子宇宙”理论正试图解决这一棘手的难题。     

基于伽马射线的类轴子粒子探测及暗物质子晕搜寻研究

目前已经有很多观测证据表明宇宙中存在着大量暗物质,其能量密度占据了目前宇宙总能量密度的1/4.根据高精度的数值模拟和引力透镜观测,我们已经对从矮星系到星系团中的暗物质空间分布有了较好的理解,但是对于暗物质究竟是什么我们还一无所知.由此,物理学家提出了很多假想的粒子模型.     

夜黑佯谬与宇宙视界（三）

严格来讲,标准宇宙模型并不涉及大爆炸本身,它只是描述“大爆炸”以后发生的事情。之所以把标准宇宙模型称为“热大爆炸”宇宙模型,是由于历史上当初反对宇宙膨胀理论的人为讥讽伽莫夫曾把其学说称为“大爆炸（BigBang）”,后因其响亮而沿用,为标准模型的传播起到很大作用。但使用它的代价是产生了根深蒂固的“误解”,好像“大爆炸理论”事先已假定了宇宙是有限的。