已发现早期宇宙中“失踪”的暗物质？

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暗物质似乎已经依附星系很长时间了，大多数存在于100亿年前的星系拥有的暗物质和今天的星系一样多，这与早期的研究相矛盾，早期的研究认为在早期宇宙中潜伏在星系周围的暗物质更少。英国杜伦大学(Durham University)天文学家、这项新研究的主要作者阿尔弗雷德·蒂利(Alfred Tiley)说：在遥远的过去，恒星形成星系中的暗物质同样丰富，就像今天一样。这项研究最近被提交给《皇家天文学会月刊》，并于2018年11月16日在《arXiv》上发表。这并不完全出人意料，但在现实中，我们不知道观察到的现实是否符合理论预期。在我们已知的宇宙中，暗物质约占总质量的85%，但这种神秘的物质不与光相互作用，这让科学家们对其精确的性质一无所知。

博科园-科学科普：因此天文学家们必须依靠暗物质对被称为重子物质的普通物质引力，而不是观测它。重子物质构成了我们在夜空中看到的恒星、星云和行星，以及地球上所有的树木、岩石和人类。暗物质倾向于聚集成星系周围的光环，天文学家通过测量星系旋转的速度发现了这一点。根据牛顿引力定律，星系边缘的恒星旋转速度应该比中心的慢得多。但在20世纪60年代，天文学家在银河系边缘发现了速度很快的近郊恒星，这暗示了隐藏在这些恒星星系轨道之外的额外物质。此后，研究人员测量了宇宙中数千个旋转速率，证实了这些暗物质晕的存在。在这项新的研究中，研究人员使用了来自对1500个恒星形成星系的两次调查数据来计算100亿年前星系的自转速率。

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精确测量遥远宇宙过去的星系旋转是困难的，因为这些古老的星系是难以置信的遥远和微弱。因此，科学家们通过按距离聚集星系，然后结合它们的光线，估计出了一个平均值。Tiley说：对星系中暗物质数量的估计是每一个时代的全体的平均值，单个星系中的暗物质数量可能会有显著差异。考虑到星系的质量和密度，研究人员发现，在我们的宇宙历史中很久以前就存在星系，其暗物质的数量几乎与我们所在宇宙中的星系相当。但并不是所有人都完全相信。这一发现与之前的研究结果相矛盾。之前的研究发现，宇宙早期星系比年轻的星系拥有更少的暗物质。这些研究着眼于质量更大的单个星系，并使用不同的模型来推断暗物质数量。

先前一项研究的主要作者、德国加兴马克斯普朗克地外物理研究所(Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)的天文学家莱因哈德说：(这项新研究)只使用了我们得出结论的四种独立方法中的一种。Tiley发现他的团队结果高度依赖于使用的模型。最终选择了一个模型，发现这个模型更能代表科学家们认为在早期占主导地位的低质量星系。计算机模拟表明，非常高质量的星系，比如Genzel所研究的星系，在遥远的宇宙中很罕见。看起来(他们的)结果适用于遥远时期非常大的星系，但可能不能代表恒星质量相对较低的星系，就像我们在工作中研究的那些星系。新结果与描述我们宇宙的“lambda冷暗”物质模型预期相符，这个模型解释了宇宙是如何构造的，以及为什么它以更快的速度膨胀。