利用引力透镜，科学家们发现暗物质可能从银河系中心延伸超过一百万光年，这对我们的引力理论或暗物质本身的概念提出了重大调整。来源:SciTechDaily.com
突破性的新研究表明，星系的旋转曲线在遥远的地方无限期地保持平坦，证实了修正引力理论作为暗物质替代品的预测。
这一发现挑战了现有的宇宙学模型，并表明要么暗物质晕被大大扩展，要么我们对引力的理解所有理论都需要从根本上重新评估。
宇宙学的突破
凯斯西储大学(Case Western Reserve University)的科学家们在一项挑战传统宇宙学认识的突破性发现中，发现了可能重塑我们对宇宙认知的新证据。
凯斯西储大学艺术与科学学院天文系博士后学者托比亚斯·米斯特勒(Tobias Mistele)开创了一项革命性的技术，利用“引力透镜”来深入研究暗物质的神秘领域。他发现星系的旋转曲线在数百万光年内保持平坦，看不到尽头。
科学家们此前认为，星系的旋转曲线一定会随着你对太空的观察而下降。
弱透镜旋转曲线建模。学分:凯斯西储大学
具有挑战性的让渡宇宙模型
传统上，星系内恒星的行为一直困扰着天文学家。根据牛顿引力理论，由于引力的减弱，位于外缘的恒星运动速度应该会慢一些。这是没有观察到的，导致了暗物质的推论。但即使是暗物质光晕也会有尽头，所以旋转曲线不应该无限期地保持平坦。
米斯特勒的分析颠覆了这一预期，提供了一个惊人的启示:我们所说的暗物质的影响远远超出了之前的估计，它从银河系中心延伸了至少100万光年。
托拜厄斯Mistele。学分:凯斯西储大学
这样的长期效应可能表明，暗物质——正如我们所理解的——可能根本不存在。
“这一发现挑战了现有的模型，”他说，“这表明，要么存在着巨大的暗物质晕，要么我们需要从根本上重新评估我们对引力理论的理解。”
Revolutio对天体物理学没有任何启示
Stacy McGaugh是艺术与科学学院天文系的教授和主任，他说Mistele的发现突破了传统的界限，该发现将发表在《天体物理学杂志通讯》上。
“这个发现的意义是深远的，”McGaugh说。“它不仅可以重新定义我们对暗物质的理解，还可以召唤我们探索其他引力理论，挑战现代天体物理学的基本结构。”
颠覆爱因斯坦的理论
米斯特勒在他的研究中使用的主要技术是引力透镜，这是爱因斯坦广义相对论所预测的一种现象。从本质上讲，当一个大质量的物体，比如一个星系团，甚至是一颗大质量的恒星，使来自远处光源的光的路径弯曲时，就会发生这种情况。这种光的弯曲是因为物体的质量扭曲了它周围的时空结构。这种由星系引起的光线弯曲在比预期大得多的尺度上持续存在。
麦高夫史黛西。学分:凯斯西储大学
作为研究的一部分，Mistele在图表上绘制了所谓的Tully-Fisher关系，以突出星系的可见质量与其旋转速度之间的经验关系。
“我们知道这种关系是存在的，”米斯特勒说。“但并不明显，这种关系是否能维持得越久。这种行为会持续多久?这就是问题所在，因为它不可能永远持续下去。”
Mistele说，他的发现强调了科学界进一步探索和合作的必要性，以及对其他数据进行分析的可能性。
稀土元素评估暗物质理论
McGaugh注意到国际粒子物理学界在探测和识别暗物质粒子方面所做的艰巨而又不成功的努力。
“要么暗物质晕比我们预期的要大得多，要么整个范式都是错误的，”McGaugh说。“提前预测这种行为的理论是Moti Milgrom在1983年提出的修正引力理论MOND，该理论是暗物质的替代理论。因此，对这一结果的明显且不可避免地有争议的解释是暗物质是一种嵌合体;也许它的证据指向了爱因斯坦教给我们的一些新的引力理论。”
参考文献:“弱透镜下的无限平坦圆速度和重子Tully-Fisher关系”，作者:Tobias Mistele, Stacy McGaugh, Federico Lelli, James Schombert和李鹏飞，已接受，天体物理学报通讯。arXiv: 2406.09685
