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天文科学家:我们可以测量暗物质的运动速度了

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发表于 2022-1-18 20:32:31 | 显示全部楼层 |阅读模式

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​​根据物理学家的测量,宇宙中的大部分质量实际上被暗物质所占据。不管这些物质是什么,我们都能看到它对遥远星系发出的光线产生影响,尽管地球上还没有在实验中发现它。新的观点认为,要做到这一点,可能需要先知道它的运动速度。


这是一个难题,一组研究人员正在努力解决这个问题。他们首先对银河系进行了模拟,试图了解银河系暗物质速度的分布--就像一项关于每辆汽车在高速公路上行驶速度的调查一样。他们使用这个模型和盖亚卫星的观测数据得到了一些初步结果。

了解暗物质移动的速度对于破译试图在地球上发现暗物质的实验数据是很重要的。如果它速度与物理学家的基本假设不同,它可能会影响物理学家用来理解暗物质的理论。

科学家们在最近发表的一篇论文中写道,也许有一种测量暗物质速度的方法。基本上,如果宇宙以他们认为的方式运行,那么暗物质的行为应该与老恒星(比如一百亿岁)相似,因为它们在星系中存在了很长时间,主要是通过引力相互作用。这些恒星可以简单地用作暗物质速度的代名词。

要挑选出这些恒星,就需要检测某些较重的元素(如铁),来发现那些相对较老的恒星--这一迹象表明,自从银河系撕裂了一些处于恒星形成高峰的矮星系以来,它们就一直存在。

研究人员首先使用了银河系模拟器来观察这些“金属贫乏光环”恒星的运动与暗物质的对应程度。建模在一个巨大的虚拟宇宙中,在模型中银河系是类似圆盘状的,旋转的,由恒星、星际气体和暗物质组成。研究人员观察了暗物质和模型星系中的恒星是如何随时间演化的。从它们在模型中的相似性判断,他们认为这两颗恒星非常相似,所以老恒星可以成为一个很好的暗物质替代品。

最近,他们将这项工作应用于盖亚的卫星的数据研究,他们认为“暗物质速度可能比通常假设的要慢。”

盖亚的数据还处于早期阶段,很多工作都是基于建模和假设。

在模拟方面,对恒星与气体之间电磁相互作用的物理细节进行更详细的研究,进而测算恒星和气体的速度分布,以及暗物质的速度分布,对进一步分析更多的模拟星系具有重要的意义,从而获得统计上的速度分布。

科学家表示,这些结果代表了我们银河系黑暗部分的粒子速度和可见区域恒星速度的研究的关键一步。

暗物质的运动速度,可能比我们想象的要慢。
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