天文学家模拟了没有暗物质的宇宙外观

自1960年代以来,天文学家和宇宙学家之间已达成普遍共识,即宇宙的大部分由看不见的神秘物质(称为“暗物质”)组成。尽管科学家们尚未确定构成该质量的候选粒子,但间接测试和模拟表明,暗物质必须存在,才能使宇宙保持原状。

令人着迷的是,一组欧洲研究人员进行了一次模拟,研究了没有暗物质的宇宙。利用称为牛顿动力学(MOND)的另一种理论,研究小组创建了计算机模拟,其中的星系实际上与我们今天在宇宙中看到的非常相似。这些发现可能有助于解决现代宇宙学最持久的谜团之一。

描述这些发现的研究(最近发表在《天体物理学杂志》上)是由波恩大学赫尔姆霍兹辐射与核物理研究所的Pavel Kroupa教授领导的恒星种群与动力学研究小组(SPODYR)进行的。SPODYR的博士成员Nils Wittenburg和史特拉斯堡大学的研究主任Benoit Famaey参加了会议。

以色列物理学家Mordehai Milgrom博士首先提出了这种引力行为与以前认为的不同(取决于尺度)的理论,因此也称为“ Milgromian引力”。根据这一理论,两个物体之间的吸引力仅在一定程度上服从牛顿运动定律(又称万有引力)。

在较低的加速度下(与星系一样),重力的影响变得更加强烈。简而言之,物体的吸引力不仅取决于其自身的质量,还取决于其他物体是否在其附近。这个理论可能解释了为什么星系不会因旋转速度而破裂。

MOND也很有吸引力,因为它使“暗物质”(尚未确认)的存在完全多余。然而,MOND仍然是一个未经验证且未经检验的理论,这是Wittenberg及其同事试图解决的问题。在Famaey的帮助下,该团队采用了计算软件(该软件进行了引力计算)(由他们设计),以模拟MOND所在的宇宙。

这包括模拟第一批恒星和星系的诞生(据信它们是在大爆炸之后的100,000至300,000年之间形成的)以及它们如何演变。他们发现,有趣的是,计算机生成的星系中恒星的分布和速度遵循的模式与当今宇宙中可见的模式相同。

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