子彈星系團中的暗物質(zhì)研究已開展二十余年

首個通過實證揭示暗物質(zhì)存在的碰撞星系團，至今已被發(fā)現(xiàn)20年。以下是它為何能鞏固暗物質(zhì)存在的原因。

子彈星系團是星系團碰撞的余波，該碰撞發(fā)生在約37億光年外的太空區(qū)域，是暗物質(zhì)存在的極強證據(jù)。引力效應(yīng)（藍色，通過引力透鏡重建）與大部分正常物質(zhì)所在位置（粉色，由錢德拉X射線能力揭示）的分離，若沒有暗物質(zhì)的存在，是很難解釋的。來源：NASACXCM韋斯

一篇開創(chuàng)性論文發(fā)表，繪制出碰撞星系團對（即子彈星系團系統(tǒng)）中的熱X射線氣體及其引力效應(yīng)分布。 這篇題為《暗物質(zhì)存在的直接經(jīng)驗證明》的論文，展示了引力效應(yīng)與大部分普通物質(zhì)位置的分離，驗證了暗物質(zhì)假說。 此后，暗物質(zhì)的反對者提出了許多可能動搖暗物質(zhì)假說的潛在情景，但所有這些都被后續(xù)數(shù)據(jù)證偽。以下是暗物質(zhì)為何仍是唯一有效解釋的原因。

在宇宙學研究進程中，關(guān)于宇宙的認知曾發(fā)生過一次意想不到的轉(zhuǎn)折：當時暗物質(zhì)的存在在宇宙這個天然實驗室中得到了實證——要么引力定律有誤，需要在大尺度宇宙范圍內(nèi)進行修正；要么存在一種缺失的成分，它真實存在且具有引力效應(yīng)，卻難以被直接探測到。

第二種被稱為暗物質(zhì)的解釋最初更受青睞，因為加入這一種成分就能解釋各種尺度上觀測到的所有物理現(xiàn)象，而修改引力則需要針對不同尺度進行不同的調(diào)整。然而，一項直接對比測試的出現(xiàn)徹底改變了這一局面。當兩個星系團碰撞時，內(nèi)部的普通物質(zhì)——主要以氣體形式存在——會相互