大吸引体
每个探索知识前沿的职业都有其神话般的人物。在现代宇宙学中,七武士——一个献身于星系观测的国际小组,无疑地成为传说的资料。1987 年,这一多个面孔组成的研究小组,包括亚利桑那州立大学的伯斯坦(David Burstein)、国立光学天文台的戴维斯(Roger Davies)、卡内基研究所的德雷斯勒(Alan Dressler)、在圣克鲁斯加利福尼亚大学工作的费伯
(SandraFaber)、英国剑桥大学的林登贝尔(DonaldLynden— Bell)、英国皇家格林尼治天文台的特利维奇(Robert J.Terlevich),以及英国达特茅斯学院的魏格纳(GaryWegner),七人集合起来进行天文观测,其目的是要寻找有关星系运动速度的普遍模式。
他们的观测结果是非凡的,发现了强有力的证据,说明一大群星系涌向距地球 2 亿光年的空间的一点,那里看来没有任何天体。这一点,被称做大吸引体的,看来存在着一个巨大的看不见的质量,对一大片空间区域施加强引力拉曳。
在过去的 10 年里,科学家们对七武士的发现,在理论上考
虑找出一个恰当的解释。一些研究人员推测大吸引体是不可能看到的一种新形式的物质。另一些科学家则倾向于通俗得多的答案:大吸引体体现那一点附近天区的许多暗星系的综合引力(看来此答案被 HST 近来的发现所支持)。
最后,第三种模型我们称之为分形接近。分形是自相似的物体,也就是说,在所有观测的尺度,它们看上去是一样的。它们和俄罗斯的彩色套娃一样,一个套在另一个里面。按照分形接近,结构的多层次,从星系到星系团到超星系团,是同时产生的。超星系团的形成过程明显地与星系的形成过程一样——只不过是在较大的尺度上罢了。
近来,理论工作者,如盖尔布(James Gelb)和麻省理工学院的伯特辛格(Edmund Bertschinger),曾用计算机模拟方法来检验星系形成的模型。在他们的模拟中,用随机分布的大块物质作为一个“玩具”宇宙的种子,并观察引力和其他力对于这些种子的影响。只要在他们的研究中包括了叫做暗物质的物质(在第九章中将要讨论),便能够较好地模拟出星系的产生和其他结构。
暗物质是这样一些物质,它们具有质量但不发出任何可觉察的辐射。许多科学家估计宇宙内有 90%的物质是不可见的不知组成的物质。只有在引进了暗物质与普通物质的相互作用后,宇宙结构形成的过程才能被完全理解。因此,要解决宇宙是如何成为我们观察到的样子这个问题时,首先要解开其“失踪的质量”之谜。
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