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哈勃望远镜发现环状暗物质

作者：Jon Cartwright 文，Ian 译
提交人：ian （2007年5月21日 周一）
类型：news article （Chinese）
引用网址：http://www.qiji.cn/eprint/abs/3442.html
注释：Ghostly ring provides strong evidence for dark matter, 16 May 2007, Physicsweb
相关网址：http://physicsweb.org/articles/news/11/5/15/1

摘要/内容：

距离地球50亿光年以外一个星系团中质量的环状分布给出了迄今暗物质存在的最强证据。这项发现是由来自欧洲及美国的物理学家得到的，他们利用了美国宇航局（NASA）哈勃太空望远镜所获得的光被星系团引力场偏转的数据。不同于以往对其他星系团的观察，这是第一次观察到暗物质独立地存在于自身的结构中(arXiv.org/abs/astro-ph/0705.2171)。

宇宙中有大约95%的物质是由暗物质组成的。尽管暗物质还从未被直接地观察到，大多数物理学家仍然相信暗物质是存在的；因为如果假设宇宙是由普通的重子物质（baryonic matter）组成的话，宇宙旋转的速度将比现在快。而额外的暗物质将可解释宇宙运动的反常。

不幸的是，由于暗物质通常是与重子物质混合在一起的以至不可区分，因此很难证明暗物质的存在。这两种物质确实在某些时候会分离，比如当两个星系团碰撞的时候。比如，去年科学家对碰撞中的两个星系团（两者一起被称为“子弹星系团”）的分析说明暗物质的分布被周围热等离子体抵消了，但暗物质本身仍然与星系团是重合的。


根据分析哈勃望远镜数据科学家的发现，星系团CL0024+17可以提供暗物质存在迄今为止最强有力的证据。(Image courtesy: NASA, ESA, M J Jee and H Ford)

现在由约翰·霍普金斯大学的James Jee所领导的研究小组宣称他们发现了从重子物质中完全孤立的暗物质分布。Jee告诉物理网（Physics Web），“我们这次，（暗物质）结构不仅与气体不同，而且与星系团也不同，换句话说，这是第一次观察到暗物质本身的结构。”

Jee的小组是通过分析哈勃望远镜提供的光是如何穿过星系团CL0024+17的数据作出以上发现的。在大尺度上，巨大的质量比如星系团中的恒星由于引力作用可以使穿过的光发生弯曲就好像光通过光学透镜被弯曲一样。这就是所谓引力透镜，利用这种技术可以得到星系团中质量的分布，Jee的小组惊讶地发现存在一个分离的圆环形结构。Jee说：“我曾经观察过很多星系团，但我还从来没见过这样的。”

当然，暗物质可能并非是这个发现的唯一解释。自从去年在子弹星系团中找到了暗物质存在的证据，一些物理学家坚称这些数据也可以用引力的替代理论解释，比如：修正的牛顿动力学（modified Newtonian dynamics, MOND），宣称普通的平方反比引力定律在宇宙尺度下并不成立。Jee评论说：“通过修改参量或引入新参量，物理学家总可以得到实验的解释。但这一次，坚信MOND理论的科学家将会在解释我们的观察中比在子弹星系团中碰到更多的困难，因为暗物质结构并不是通过星系或气体间接地被探测到的。”

参考阅读

1. 暗物质被观测到了
   
2. 不需要暗物质的引力理论
   
3. 暗物质服从新的引力定律？

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