凯斯西储大学 最好的例子是向日葵星系(NGC 5055),它在SPARC星系中具有最强的外场,其测量良好的旋转曲线在大径向距离下表现出轻微的下降行为,并且只能用外场效应来精确建模
信用:知识共享 包括凯斯西储大学天文学讲座教授斯泰西·麦克格在内的一个国际科学家小组发表了一项研究,认为与流行的暗物质假说相反的观点更准确地预测了一种似乎违背经典引力定律的银河现象
天体物理学家说,这很有意义,因为它进一步建立了一个假说——称为修正牛顿动力学(MOND),或“修正引力”——作为一个宇宙困境的可行解释:星系似乎违背了16世纪晚期艾萨克·牛顿爵士长期接受的引力规则
神秘之处:几十年来,我们测量到的空间引力比我们想象的要大——没有足够的可见或已知物质来解释这一切
因此,暗物质的支持者理论上认为,已知宇宙的大部分实际上是由不与光相互作用的物质组成的,这使得它不可见也不可探测——但这种物质解释了星系之间的大部分引力
这是近50年来流行的理论
上世纪80年代初,魏茨曼研究所(以色列)的物理学家莫德海·米尔格罗姆提出了一种相反的解释——蒙德理论。该理论认为,这种引力的存在是因为引力规则略有改变
MOND没有将过量的引力归因于看不见、检测不到的暗物质,而是认为低加速度下的引力比纯牛顿理解所预测的要强
此外,MOND还做了一个大胆的预测:宇宙中一个物体的内部运动应该不仅取决于物体本身的质量,还取决于来自宇宙中所有其他质量的引力——称为“外部场效应”(EFE)
米尔格罗姆说,这些发现如果得到有力的证实,将是“证明星系受修正的动力学控制,而不是遵循牛顿和广义相对论的确凿证据”
" 测试了150个星系的EFE 由韩国世宗大学的蔡奎贤领导的麦克格和他的合作者说,他们在超过150个被研究的星系中发现了这个EFE
他们的发现最近发表在《天体物理学杂志》上
“外部场效应是蒙德的一个独特特征,在牛顿-爱因斯坦引力中不会出现,”麦克格说
“这在传统理论中与暗物质没有相似之处
检测这种效应是一个真正令人头疼的问题
" 由六名天体物理学家和天文学家组成的团队包括首席作者蔡和来自英国、意大利和美国的其他贡献者
“我一直在暗物质存在的假设下工作,所以这个结果真的让我很惊讶,”蔡说
“最初,我不愿意将我们自己的结果解释为有利于蒙德
但现在我不能否认这样一个事实,即目前的结果清楚地支持了蒙德,而不是暗物质假说
" 分析旋转星系 作为研究的一部分,该小组分析了153条盘状星系的旋转曲线
这些星系是从斯皮策测光和精确旋转曲线(SPARC)数据库中选取的,该数据库是由另一位合作者费德里科·李利在凯斯西储大学进行博士后研究期间创建的,他是俄勒冈州大学的麦克格和合著者詹姆斯·朔姆伯特
除了蔡、麦克格、李利和朔姆伯特,这项研究的作者还有凯斯西储的李鹏飞和牛津大学的哈里·德斯蒙德
科学家们说,他们通过观察强外场中的星系比弱外场中的星系更频繁地减速(或显示出下降的旋转曲线),推断出了EFE正如蒙德单独预测的那样
李利说,他起初对结果持怀疑态度,“因为旋转曲线上的外场效应预计非常小
我们花了几个月检查各种系统学
最后,很明显,我们有了一个真实、可靠的检测
" 麦克格说,怀疑是科学过程的一部分,并理解许多科学家不愿意考虑蒙德的可能性
“我和暗物质界的人来自同一个地方,”他说
“想到我们可能会错得如此离谱,真让人心痛
但是米尔格罗姆在30多年前和蒙德一起预测到了这一点
没有其他理论预见到观察到的行为
"
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