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宇宙黑暗物質存在 星團碰撞有力證據(圖)

2006-08-22 21:03 作者:管淑平 桌面版 简体 0
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美國天文學家觀測兩大星團碰撞找出迄今最有力的證據顯示黑暗物質確實存在。(圖片取自NASA網站)

美國天文學家表示,他們觀測到歷來最直接的證據,支持宇宙中擁有龐大力量的「黑暗物質」確實存在,天文學家是在觀察兩大星系團碰撞的過程中,得到這個意外發現。

數十年來,天文學界在理論上都認為,宇宙大部分的組成物質是不可觀測、無形的神秘物質:黑暗物質和黑暗能量,但是黑暗物質的存在都一直缺少證據證明,直到哈佛史密松尼安天文物理學研究中心和亞利桑那大學21日提出新的報告,支持了黑暗物質確實存在。

研究負責人是亞利桑那大學的克洛威,以及哈佛史密松尼安天文物理研究中心的馬可維奇,利用美國太空總署的錢德拉太空X光望遠鏡、哈伯望遠鏡和歐洲南天天文站的超大型望遠鏡觀測兩個大型星系團的碰撞過程,其中一個是30億光年外的「子彈星系團」,另一個是較小的星系團。兩大星系團在1億年前碰撞,這放在宇宙時間譜來看只是一眨眼前,碰撞產生巨大的力量,馬可維奇形容,大到「足以完全蒸發、粉化地球十兆兆次。」

他們的觀察發現,碰撞的巨大衝擊力讓黑暗物質和普通物質分開,一旦分開後,黑暗物質釋放的龐大引力並清晰可見,原本星團中靠引力附在一起的氣團和星系被一股力量拉開,氣團速度放慢,同時,星系拋開氣團後卻持續加速運轉。克洛威說,「這首度提供了直接證據顯示黑暗物質肯定存在,而且肯定組成了宇宙中的大多數物質。」

雖然天文學家至今還不確定黑暗物質的樣貌,但是要解釋宇宙的運轉不能不提到黑暗物質。1930年代末期以來,天文學家發現許多星系旋轉速度快到其本身質量能夠負荷,因此推測星系內擁有一股不可見的「黑暗物質」以龐大引力維持整個星系不會飛散。這種由次原子粒子組成的黑暗物質不會釋放也不反射光線到足以「見到」的程度,另一種同樣神秘的不可見龐大力量稱為黑暗能量,以斥力作用讓宇宙快速擴張;整個宇宙據信有25%組成物質是黑暗物質,70%是黑暗能量,而由原子組成的一般可見物質只佔5%。

雖然這份報告讓黑暗物質研究邁進一步,但是仍有質疑論者,如馬里蘭大學天文物理學家麥高認為,這份研究或許讓黑暗物質比其他引力聽起來更有道理,但是「現在還言之過早」。芝加哥大學宇宙學家卡羅也認為,這份研究並未解釋黑暗物質來自哪裡?是什麼?為何如此龐大,因此真正的挑戰還在眼前。

克洛威和馬可維奇的報告在天文物理期刊快報發表。


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