银河系曾与仙女座星系碰撞过？( 二 ) _小知识

所以，这是一个僵局，除非引力自己存在着问题。

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点窜引力
牛顿和爱因斯坦的理论都假定，引力的强度与两个物体之间距离的平方当作反比。颠末300多年的摸索，我们发现这个理论在太阳系内简直是当作立的。但在太阳系外呢？我们从来没有在更年夜的标准下进行过测试。
其实，引力在各个处所的表示并不是一样的，这种不雅点早在上个宿世纪80年月就提出过，为的是替代暗物质模子。这种理论叫做批改牛顿动力学。
批改牛顿动力学是说引力场在相对较弱的环境下，其强度不与距离的平方当作反比，而是跟着距离的增添衰减得加倍平缓。按照这种引力理论，仙女座星系与银河系之间的引力比传统计较的要年夜得多。
2014年，一些天文学家颠末阐发发现，若是批改牛顿动力学是准确的，那么银河系和仙女座星系就有足够的引力在70亿到110亿年前，发生过一次碰撞。
尽管我们从来没有检测过引力强度在很弱的引力场下事实如何，可是很多物理学家都不喜好去点窜引力理论。别的，批改牛顿动力学不是全能的，在很多星系或星系团中，我们仍然需要有暗物质的存在，来把这些天体内的物质都聚在一路。
总之，批改牛顿动力学无法完美解决问题。

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超流体暗物质
一些美国物理学家提议，还可以用“超流体暗物质”解决此问题。
超流体，是一种处在玻色-爱因斯坦凝集态的物质。玻色-爱因斯坦凝集态是一个与固体、液体和气体完全分歧的物质状况，是某些原子一旦低于特定的温度时，它们的行为如统一个单一的原子，并且内部物质流动时是没有阻力的。当温度上升时，它们很快会恢复到正常状况。
若是暗物质粒子可以进入玻色-爱因斯坦凝集态，那么就可以解决很多问题。在相对较弱的引力场下，暗物质移动迟缓，温度很低，它会进入玻色-爱因斯坦凝集态，因为行为如统一个单一的粒子，意味着其质量或能量是平均分离到它所存在的规模里，时空弯曲得会加倍平缓，发生了近似批改牛顿动力学中的引力。如许一来，银河系和仙女座星系就能有机遇在曩昔发生过一次碰撞。
那么，为什么我们没有在太阳系内察觉到这个现象？
因为我们身边有个太阳。太阳系内是一个引力场较强的处所，暗物质无法在这里进入玻色-爱因斯坦凝集态。每个银河系的恒星四周也是如许。不外，我们的星系以及所有其他的星系之间，距离很远，所以在整个银河系中，超流体暗物质仍占本家儿导地位。
此刻，这些物理学家正操纵计较机模子来研究超流体暗物质若何影响星系的碰撞，然后再去找哪些天文学不雅测可以验证此理论，以及还筹办在尝试室中寻找有哪些低温下的原子会发生近似的结果。若是有的话，也许我们可在尝试室顶用冷原子气体来模拟星系。

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庞大的差距
很多科学家认为，不管是批改牛顿动力学，仍是超流体暗物质理论，这些都是不需要的，这就像用年夜炮打蚊子——年夜刀破斧地点窜理论只是为领会决矮星系分布的小问题。
一些天文学家还猜测，矮星系的分布问题，可能只是因为当前计较机的计较能力有限导致的。但模拟与实际之间的差距是很较着的。银河系矮星系组成的环形布局直径约50万光年，但厚度不跨越5万光年。可是计较机按照现有理论模拟出的环形布局，其厚度始终都年夜于100万光年。这差距太年夜了，可不是个小问题。