暗物質的概念是在20世紀30年代被提出來的,以回應與牛頓引力定律相悖的天文觀測。基本上,一個物體的質量越大,它的引力就越強--但瑞士天體物理學傢弗裡茨·茲威基註意到,星系團的旋轉速度比它們的引力應該允許的要快得多,基於它們可見物質的質量。茲威基得出的結論是,這些星系團所包含的質量比我們能看到的要多得多,他將其稱為暗物質。
在此後的幾十年裡,這一假說經得起推敲,觀測結果不斷支持暗物質的觀點。但是,這個謎題還缺少一個重要的部分--找到這種東西本身。大量的實驗都試圖探測到難以捉摸的暗物質粒子,甚至創造出它們,但到目前為止還沒有一個實驗成功。
也許這是因為它畢竟不是真的存在,而可能是我們的引力和物理學模型需要進行一些調整。這一類假說被稱為修正引力,現在天文學傢聲稱已經找到瞭支持被稱為“修改的牛頓動力學”(MOND)的這一種特殊模型的證據。
1982年物理學傢Mordehai Milgrom首次提出,MOND表明,在低加速度下,引力的效應比牛頓定律描述的更強。這帶來的一個副作用是,物體的運動將不僅僅取決於自身的質量,而是取決於其附近的所有其他質量。這種現象被稱為外場效應(EFE)。
而現在,新研究的研究人員表示,他們已經在153個不同星系中觀察到瞭EFE的作用。該團隊正在研究星系的旋轉曲線,該曲線繪制瞭恒星和氣體的軌道速度與它們與星系中心的距離。
研究人員發現,處於強外場的星系比處於弱外場的星系減速的頻率要高得多。這是MOND才做出的預測,這個發現連天文學傢自己都感到驚訝。
“外部場對旋轉曲線的影響預計是非常微小的,”該研究的共同作者Federico Lelli說。“我們花瞭幾個月時間檢查各種系統學。最後,很明顯,我們有一個真正的,堅實的檢測。”
這是一個耐人尋味的結果,它可能會給MOND假說提供一些砝碼,以便進一步研究。但要記住,到目前為止,大部分證據仍然指向暗物質,要完全推翻這一假說還需要更多的工作。
這項研究發表在《天體物理學雜志》上。