星系自转问题

✍ dations ◷ 2025-07-19 07:33:33 #星系自转问题
星系自转曲线(英语:Galaxy rotation curve)可以绘制成以恒星或气体的轨道速度为y轴,相对于至核心距离为x轴的图表。恒星围绕星系核心公转的速度在从星系核心开始的一个大范围的距离内是均速。星系自转问题是被观察到的转动速度,和可观测到的螺旋星系质量,以牛顿动力学预测的星系盘部分的速度之间所造成的矛盾。目前认为这一矛盾现象可以经由暗物质和晕的存在与延伸入星系中而予以解决。在1959年,Louise Volders指出螺旋星系M33的转动没有遵循开普勒定律,到了1970年代,这个结果已扩展至许多其他的螺旋星系。基于这样的模型,在螺旋盘面上的物质(像是恒星和气体)环绕核心旋转的轨道应该与太阳系的行星相似,也就是说,都应该遵循牛顿力学。基于此,可以预期在足够远的距离上环绕星系中心天体的平均轨道速度应该依照质量分布的递减,与轨道距离的平方根成反比(图一中的虚点线)。在发现这种矛盾之时,星系的质量被认为大多集中在星系的核球内,接近星系的核心。但是,观测的螺旋星系自转曲线,都不能证实此一观点。相反的,曲线没有如预期的随距离的平方根减少,而是"平的"-在中心核球外的速度相对于距离几乎是个常数(图一中的实线)。对这一现象的解是在符合最少调整的宇宙的物理定律下,是有为数可观的质量不仅是远离星系的中心,而且在质量对光度的比率上,发光率也很低。这些额外的质量被天文学家建议归结为在星系晕内的暗物质,早在40多年前弗里茨·兹威基研究星系团时就已经假设这样的物质存在了。如今有大量的观测证据指出冷暗物质的存在,而其存在是宇宙学Lambda-CDM model的主要特色之一。在说服人们相信暗物质的存在曾是很重要的论述,而目前在星系自转曲线的工作中提供了一些巨大的挑战。在1990年代,对低表面亮度星系(LSB)的星系自转曲线和塔利-费舍尔关系的位置进行了详细的研究显示它们没有预期之外的行为。这些星系的行为也是由令人惊奇且时髦的暗物质掌控。无论如何,这种被暗物质掌控的矮星系或许掌握到了结构形成的矮星系问题。对暗物质理论进一步的挑战,或者至少是它最普遍的形式- 冷暗物质(CDM),来自对低表面亮度星系中心的分析。根据CDM的数值模拟,预测被暗物质控制系统的自转曲线,例如这些星系,对实际的自转曲线观测没有显示出如预测的形状。。这是所谓冷暗物质的星系晕尖点问题,是由理论的宇宙学家提出的一个较易处理的问题。暗物质理论继续支持星系自转曲线的解释,因为暗物质不仅从这些曲线得到证据,它也在大尺度结构形成的模拟中成功的解释星系团中的星系团动力学(一如兹威基最初的提议)。暗物质也正确的预测重力透镜观测的结果。用于解释星系自转曲线的暗物质,可供抉择的数量是有限的。其中一个被讨论的选择是MOND(被修正过的牛顿动力学),起初是在回溯1983年的现象作逻辑性的解释,但后来发现对LSB的自转曲线预测有强大的能力。重力的物理性质会在大尺度上改变的论断,直到现在依然不是相对论中的理论。可是,这改变了现在张量-向量-标量重力(TeVeS)理论的发展。更成功的选择是Moffat修正的重力理论(MOG),例如标量-张量-向量重力(STVG)。. Brownstein和Moffat(astro-ph/0506370)应用MOG对星系自转曲线加以质疑,并且已经有超过一百个的低表面亮度星系(LSB)、高表面亮度星系(HSB)和矮星系是吻合的样品。

相关

  • DNA复制DNA复制是指DNA双链在细胞分裂分裂间期进行的以一个亲代DNA分子为模板合成子代DNA链的过程。复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来
  • 活体组织切片活体组织切片(biopsy),从动物或人类身上取下少量活组织作病理学诊断的一种检查方法。活检对肿瘤的临床诊断有重要意义,不仅可以确定其组织分类,还可确定其良性或恶性,为治疗提供依
  • 肺痨结核病(Tuberculosis,又称TB)为结核杆菌感染引起的疾病。结核通常造成肺部感染,也会感染身体的其他部分。大多数感染者没有症状,此型态感染称为潜伏结核感染(英语:Latent tuberculo
  • 变形虫变形虫,拉丁文为Amoeba,中文音译为阿米巴,所以也叫做阿米巴原虫、阿米巴变形虫或阿米巴虫或称食脑虫(透过感染鼻腔而进入脑部感染的死亡率高达九成)。是一种单细胞原生动物,仅由一
  • 单克隆单株抗体(英语:monoclonal antibody,缩写:mAb),简称单抗,是仅由一种类型的免疫细胞制造出来的抗体,相对于多克隆抗体(由多种类型的B细胞所制造出来的一种抗体)。单克隆抗体由可以制造
  • 窦(英文:Sinus)指的是器官或组织的囊或腔室。窦可以是天生的也可以是后天由于组织受损而偶然生成的。例如鼻窦就是窦的一种。鼻窦位于人的头颅,在头骨之间、鼻腔周围的颅骨与脸
  • 英语国际音标国际音标可以用来标示任何语言,本条目介绍它应用于英语时的情形。如要参看没有以下细节的列表,可看英语国际音标列表。数种英语母语使用者区域口音,在元音上的分别多于辅音。故
  • 病因学病原学又称为病因学是形成疾病的因素。因为不同性质的病原,大致上可以分成直接病因与助因两类。直接病因最常见的是创伤,或者是因为感染或辐射暴露导致的疾病。直接病因不一定
  • 军事技术军事技术与装备,简称军备,罗列了古今各式各样的武器、技术,甚至理论,为军事学中重要的一环。QF 20磅炮
  • 义务论义务伦理学是规范伦理学的其中一个理论。义务伦理学认为最高的道德伦理是建基于行为本身,并不会受外来因素影响。与同门的功利主义不同,规范伦理学并不会理会后果因素。它有时