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天文學家發現:宇宙95%的能量,都藏在看不見的虛空中
2023/08/09

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在我們的宇宙中有個很奇怪的現象,那就是所有的星系加起來的品質,只有宇宙質能總量的5%, 高達95%的品質和能量就藏在看不見的虛空中。

20世紀30年代,天文學界首次注意到了這一現象,因為他們發現銀河系外側的恒星公轉速度,竟然比內側恒星公轉速度還快,這不論在牛頓的萬有引力還是愛因斯坦的廣義相對論中都是不可能出現的情況,因為星系外側的恒星受到的引力本身就比星系內側的恒星弱,如果再保持高轉速的話很容易就會脫離星系的引力掌控,成為流浪恒星。

更嚴重一點的話,由于恒星公轉速度的失調,整個星系都會因此分崩離析才對,然而事實卻是銀河系完好無損 ,宇宙中其他星系也完好無損。

這讓天文學家們意識到,銀河系內一定還有著我們還未發現的物質在提供額外的引力,因此外側恒星的公轉速度才能這麼快而不被甩出去,而充當這種星系粘合劑的物質,被天文學家們命名為暗物質,它提供引力的同時不和其他任何物質發生作用。

保守估計,宇宙中每個星系附近都有著5倍于星系品質的暗物質存在,它們所形成的暗物質暈也要比星系本體大很多倍,因此有天文學家認為銀河系和仙女座現在已經撞上了,因為這兩個星系附近的暗物質可能已經開始接觸了。

但就是在這種情況下,韋伯望遠鏡卻發現了一個幾乎不存在暗物質的星系, 它的編號是NGC 1277。

在這個奇怪的星系中心,有一個超大品質黑洞,這個黑洞的品質占到了星系總品質的59%,相較之下銀河系有4000億顆恒星, 但中心的人馬座a*黑洞品質只相當于太陽的440萬倍,連整個星系總品質的零頭都不到。

在黑洞品質占比星系近6成的情況下,這個星系內的恒星不需要暗物質的額外引力就能穩定繞黑洞公轉, 也就是說這個星系附近幾乎不存在暗物質,然而天文學家通過研究發現事情遠沒有表面看起來那麼簡單。

因為他們在這個星系的附近,還發現了其他的大品質星系,且它們的光暈顯示這些星系在遙遠的過去都從NGC 1277身上汲取過品質,也就是說這個星系的品質和暗物質都曾被其他大品質星系剝奪過,一來二去再加上NGC 1277身上的超大品質黑洞,最終形成了這個幾乎不存在暗物質的星系。

不過雖然它不含暗物質,但卻擁有很多暗能量,因為暗物質占比只有宇宙的25%, 而暗能量有70%,在這種情況下這個星系也會因為暗能量導致的宇宙加速膨脹而不斷遠離地球,并最終消散在地球的光追之外。

總體來看

不論是暗物質還是暗能量,它們才是宇宙的主流,而我們看到的所有星系在背后都受到它們的影響而不自知,在可以預見的未來隨著對暗物質和暗能量的進一步了解, 也許天文學家能徹底解開的宇宙演化的秘密。

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