盘状星系太多 标准模型理论与实际不符

现在最主流的宇宙认知理论叫做“标准宇宙模型”，认为存在暗物质是这个理论框架内重要的一部分。一份新研究提出按照这种模型演化而来的宇宙，里面存在的盘状星系（disk galaxy）的数量应该比实际观测到的数量少得多。

从地球上观测到的多数星系都是盘状星系，中间鼓起，就像一个铁饼一样。这份研究提出，按照标准宇宙模型，这个形态的盘状星系应该比较罕见。

标准宇宙模型认为，每个星系周围都被一圈暗物质包围着，这圈暗物质对周围的星系施加很大的引力。主要研究者之一德国波恩大学（University of Bonn）物理学教授帕维尔·克鲁帕（Pavel Kroupa）说：“标准模型认为这就是为什么我们经常看到星系之间合并的原因。”

可是这带来两个后果。克鲁帕说：“其一，星系合并的过程会破坏它们盘状的形态。其二，合并后的星系旋转的角动量会减小。”

盘状星系UGC 2885。（NASA）

而星系自旋的离心力是形成盘状形态的主要因素，如果星系自旋的角动量太小，合并后的星系就不会是盘状形态。

这个研究组按照标准宇宙模型用超级电脑模拟宇宙的演化，再把结果与望远镜实际观测到的星系情况进行对比。

合作研究员莫里茨·哈斯鲍尔（Moritz Haslbauer）说：“我们发现理论演化出来的情形和实际观测的数据差异很大。宇宙中盘状星系的数量远远超过理论模型演化出的结果。”

研究组承认，也许他们用超级电脑进行的模拟有些误差，可能导致盘状星系的数量偏少一些。哈斯鲍尔说：“但是即使把误差考虑在内，仍然无法消除理论和实际观测的数据之间的差异。”

现在天文界也有其它对宇宙认知的框架，例如“修正牛顿引力理论”（MOND）就是其中重要的一个。这个理论不用暗物质这样的概念，引入一种未知的新类型的引力，也能够解释宇宙的演化过程和存在形态。克鲁帕说，用MOND理论模拟的宇宙情形，就和实际观测到的星系数据数据基本相符。当然，MOND理论还存在其它方面的挑战。

这份研究2月发表在《天体物理学期刊》（The Astrophysical Journal）。