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66661周前
宇宙的演化过程中,暗物质常常被描绘成一个沉默而神秘的存在,它塑造着星系,却始终难以捉摸。试图解开这个谜团的最具说服力的理论之一,是冷暗物质模型,简称CDM。在CDM模型中,暗物质是冷的,这意味着其粒子的运动速度比光速慢得多。这种低速使得它们能够聚集在一起,形成星系构建的引力框架。 基于CDM的计算机模拟,在重建宇宙的大尺度结构方面取得了巨大成功,展示出一个由暗物质细丝连接的星系网络,这与观测结果非常相似。但就像任何精彩的故事一样,总会有意想不到的情节转折。 虽然CDM模型在解释宇宙的宏观架构方面表现出色,但当深入到单个星系时,它就出现了问题。以星系的旋转曲线为例,恒星和气体围绕星系中心旋转的速度,根据牛顿物理学和CDM模型,当远离星系中心时,这个速度应该会急剧下降。然而观测结果却并非如此,旋转曲线出人意料地保持平坦,这表明还有其他因素在起作用,也许存在另外一种暗物质,甚至可能需要对引力理论进行修正。 还有矮星系,它们是像银河系这样的大星系的小型卫星星系。CDM的模型预测会存在大量这样的矮星系,但实际观测到的数量却远低于预期。这些不一致性使得科学家开始考虑其他替代理论,并对CDM模型的基础提出质疑。它是否不完整?还是遗漏了宇宙拼图中重要的一块? 此时Mond理论再次登场,它提供了一组不同的方程,能更好地解释这些星系特征。这就好比同一部电影有两个不同的剧本,每个剧对主角暗物质都有自己的诠释。科学界对此存在分歧,CDM模型是统一我们对宇宙理解的最终理论,还是仅仅是通向更完整模型的一块垫脚石?继续往下探讨。 几个世纪以来,艾萨克牛顿绝世的方程一直是我们理解引力的基础,它们经过了反复的测试和验证,经受住了时间的考验。但如果故事还有更多的内容?现在引入Mond,即修正牛顿动力学理论,这是一个敢于修正牛顿神圣方程的理论,它认为在极低的加速度下,比如在星系的边缘,引力的行为会有所不同。 Mond的理论是由物理学家莫尔德凯米尔格罗姆在二十世纪八十年代初提出,其目的是解决在观测星系时出现的一些不一致性问题,尤其是之前讨论过的那些令人困惑的旋转曲线。Mond理论能够完美地解释观测到的星际平坦旋转曲线,而无需借助暗物质的概念。这就好像Mond的理论在说:等等,也许不需要虚构一种神秘的物质,也许只需要调整一下方程。 而且Mond的理论不仅仅能解释旋转曲线,它还成功地解释了一些新集团的动力学,
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