银河系|银河系暗物质谜团：如果没有暗物质，银河系早就散架了？
想象一下 ， 此刻的你正坐在快速旋转的旋转木马上 ， 你能明显感觉到有一种力要将你甩出去 ， 而且如果你不用手抓牢前面的把手 ， 你一定会被甩出去 ， 所以你只能用力固定住自己的身体 ， 以抵抗因旋转而产生的离心力 。同样的道理 ， 我们的银河系就如同一架旋转木马 ， 越靠近银河系的边缘 ， 所受到的离心力越大 ， 如果处在银河系边缘的恒星没有被某种刚好能抵消离心力的力拉住 ， 那么它们一定会被甩飞出去 ， 银河系最终也会彻底散架 。
【银河系|银河系暗物质谜团：如果没有暗物质，银河系早就散架了？】
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但是并没有 ， 我们的银河系还是好好地在有条不紊地旋转 。从常识上我们能想到的是 ， 能够将银河系无数恒星束缚在一起的东西 ， 除了在物质间产生的引力 ， 还会有什么呢？牛顿的引力理论告诉我们 ， 任何有质量的物质之间都会产生引力 ， 但是有一点要注意 ， 旋转中的银河系需要更多的质量以产生更大的引力来束缚住那些恒星 ， 银河系的自转速度和它自身的总质量存在紧密的联系 。反过来讲 ， 通过计算银河系的质量 ， 我们就能计算出银河系的自转速度 。
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但是 ， 通过观测和计算 ， 有些东西对不上了 。天文学家们通过估算银河系中的恒星数量来计算银河系的总质量 ， 当用得到的结果进一步计算银河系的自转速度时 ， 发现银河系的旋转速度理应低于现在观测到的银河系自转速度 。也就是说 ， 现在的银河系转得太快了！在这样的转速之下 ， 银河系边缘的恒星本应被甩出去 ， 可并没有 ， 所以肯定是在计算银河系的总质量时存在较大的误差 ， 一定有某些质量被漏掉了 。但是 ， 被统计漏掉的额外质量来自于哪里？为了让银河系的转速得到合理的解释 ， 天文学家们推测 ， 银河系中一定还存在某种很重的东西 ， 但是这种东西既看不见也摸不着 ， 所以被科学家们称为“暗物质” 。
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这个推测非常特别 。著名的天文学家卡尔·萨根曾经说过：“特别的推断需要特别的证据 。”如果找不到证据 ， 没人会信服 ， 因此这个特别的难题在天文学界存在数十年 ， 一直得不到解答 。随着时间的推移 ， 天文观测手段也越来越先进 ， 天文学家先是通过观测其他邻近的星系 ， 发现了类似于银河系一样的问题 ， 也就是星系质量和旋转速度对不上号 ， 这绝非偶然 ， 所以越来越多的人接受了这种神秘的、不可见的、质量很大的“暗物质”的存在 。
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寻找暗物质存在的证据最终有了突破 ， 最重要的突破来自于爱因斯坦广义相对论中预言的引力透镜效应 。天文学家在观测遥远的河外星系时 ， 有时会看到在旁边出现了一个一模一样的星系 ， 两个星系的形状、颜色和光谱都一样 ， 但这怎么可能呢？但是 ， 如果有某种不可见的而且质量非常大的物质团处在望远镜和被观测星系之间 ， 那么这个物质团就充当了一个巨型透镜 ， 弯曲了从遥远星系发出的光 ， 从而使得光线看似来自两个方向 ， 所以两个像一定是一个为实像 ， 一个为虚像 ， 这样就合理了 。现在 ， 这种效应在夜空中经常被发现 ， 由此证明了暗物质不仅确实存在 ， 而且无处不在 。
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