宇宙就在那里，等待著我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>
始于一場爆炸
圖解：數(shù)值模擬形成的星系大尺度結(jié)構(gòu)。圖源：forbes
無論我們從任何方向，采用任何辦法去觀察宇宙，我們都會發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)與普通物質(zhì)的比率是5：1。無論我們是否考慮宇宙微波背景輻射的波動，或是基于X射線的透鏡關(guān)于星團(tuán)碰撞的比率，又或是螺旋和橢圓星系這種大型結(jié)構(gòu)星團(tuán)，聚合或旋轉(zhuǎn)的方式性能差異，那都將是同一個比率——暗物質(zhì)同普通物質(zhì)之比為5：1——無論身處何處。
圖解：這四個獨立的集群和星團(tuán)都展示出暗物質(zhì)（藍(lán)）與普通物質(zhì)（粉）之間的分隔。
圖源：NASA
這個比率存于任何地方，直到你開始觀察宇宙中最小的星系。同銀河系大小趨近的星系，代表著我們在宇宙中已經(jīng)探索到的絕大部分星系，5：1的比率都保持恒定。但是，當(dāng)你觀察較渺小的星系，如簇狀矮星系或是只在你所處集群中才可見的超低質(zhì)量星系（由于他們發(fā)出的光十分微弱），你會發(fā)現(xiàn)，總質(zhì)量越小，暗物質(zhì)所占比重越大。
圖解：矮星系NGC 5477。圖源：NASA
換句話說，星系質(zhì)量越小，你會發(fā)現(xiàn)恒星與普通物質(zhì)所占比重越少，那么暗物質(zhì)占主導(dǎo)的地位就越強！這似乎有些自相矛盾，那是因為引力對暗物質(zhì)和普通物質(zhì)的作用力是相同的。當(dāng)你從過密區(qū)開始，無論他是從一個渺小的集群變成一個微型星系還是從一個大型集群變成一個超大質(zhì)量的星團(tuán)，他都會對正常物質(zhì)和暗物質(zhì)產(chǎn)生相同的吸引力。
但是如果我們進(jìn)行更深入的思考（并考慮到以下兩張圖片），那就能夠解釋為什么暗物質(zhì)會在渺小星系中占據(jù)主導(dǎo)地位。這并不是因為誕生之初，渺小星系就擁有更多的暗物質(zhì)；反而他們在初始時，也是保持的5：1比率，但是因為他們的引力太弱，控制住內(nèi)含物質(zhì)對他們來說十分困難。不幸的是，普通物質(zhì)既會同光，又會同其他普通物質(zhì)相互作用，這使得他們會以一種難以置信的輕易程度被剝離。
圖解：恒星爆發(fā)星系Messier 82，物質(zhì)被噴射出時呈紅色的噴流狀。圖源：NASA
當(dāng)恒星形成大爆炸時，就會產(chǎn)生強烈的紫外線輻射。當(dāng)最大質(zhì)量恒星死亡時，它們會產(chǎn)生超新星爆發(fā)，這些超新星使物質(zhì)去離子化并將其加速到接近相對論的速度。當(dāng)把物質(zhì)傳送到黑洞時，它會產(chǎn)生氣流將物質(zhì)噴射到星系際介質(zhì)中。所有的這些因素在所有的星系中都起作用，但這些物質(zhì)噴射僅影響普通物質(zhì)。因為暗物質(zhì)對所有的電磁環(huán)境都是透明的，無論是在恒星形成、恒星死亡又或是黑洞內(nèi)蝕事件發(fā)生時，都只有普通物質(zhì)才會被噴射。另一方面，這些影響僅僅穿過暗物質(zhì)，所以它仍存在于低質(zhì)量星系中。
圖解：螺旋星系ESO 137-001的正常物質(zhì)在其快速通過星系團(tuán)內(nèi)介質(zhì)時被剝離。圖源：NASA
當(dāng)大型星團(tuán)內(nèi)部有星系時，這種差異會更加明顯。那里的星系間介質(zhì)十分稠密并且充滿了物質(zhì)，這些星系會以高速穿過，這就如同強風(fēng)可以輕易地吹散蒲公英松散的種子，簇內(nèi)介質(zhì)也很容易將普通物質(zhì)從宇宙中低質(zhì)量星系吹散，只留下暗物質(zhì)。
圖解：暗物質(zhì)占主導(dǎo)的矮星系NGC 147。圖源：Roberto Mura
考慮到以上帶來的所有影響，你會發(fā)現(xiàn)星系越小且質(zhì)量越低，初始擁有普通物質(zhì)后的保持就會越脆弱，這就會使暗物質(zhì)與普通物質(zhì)的比率越大。對于宇宙中最小的迷你星系，1000：1的比率是很正常的，但當(dāng)回到銀河系大小的星系時，那就回到了宇宙中其他一切都將保持恒定的5：1的比率。所有的一切在誕生時，暗物質(zhì)與普通物質(zhì)的比率也許都是一樣的，但只有長久占有普通物質(zhì)的才是最大的贏家！
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. 凡廖-Ethan Siegel- forbes
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