科學家計算引力不足以維持銀河系目前形態，那是什麼力量在維持？

會炒股的蝸牛

早在牛頓時代人類就明白了質量越大引力越大，因此天體之間的運行都是引力在起作用，同樣也是因為引力，距離太陽越近的天體其公轉速度就越快，因為它需要更快的速度來獲得足夠的“離心力”從而和太陽引力保持平衡，而太陽系邊緣的天體受到太陽引力較弱因此公轉速度也越慢。

在過去相當長的一段時間內物理學家們靠著上面的推論預測了太陽系內天體運行的種種現象從未失手，於是他們便覺得這個推論是放之全宇宙皆準的真理。

然而宇宙的奧妙遠超人類想象，上世紀30年代天文學家觀測到星系外圍恆星的運行速度竟然比星系內側恆星還要快，而按照萬有引力定律外側的恆星運動速度應該要遠遠慢於內側才對，就像海王星公轉速度比水星慢一樣。

可惜數據不會說謊，觀測結果已經證明了外圍恆星確實比內側恆星快，而星系的總質量又確實不足以讓外圍恆星的運行速度超過內側恆星而不分崩離析。

為了應對這種這種詭異的局面，科學家們提出了“暗物質”的概念，他們認為宇宙中除了可見物質外還有暗物質，而且暗物質的質量是可見物質的5倍以上，正是這些暗物質給予了星系額外的質量進而產生了額外的引力，所以才會出現外側恆星的速度異常。

宇宙觀察

不參與電磁力的物質

目前可觀測到的物質產生的引力確實不足以維持銀河系的形態。那這具體是咋回事呢？

這我們要從上世紀30年代說起，當時就有天文學家發現一個問題，就是他們在觀測星系團邊上的恆星系時，發現這些恆星系都跑得特別快，快到什麼程度呢？

具體來說，就是我們可以通過牛頓的萬有引力公式來計算這個速度，而實際觀測的速度要遠遠大於理論計算的速度。

就拿我們銀河系來說，太陽系如果通過理論計算應該是160km/s，而實際觀測到的速度達到了220km/s。

如果你手邊有個帶線的耳機，你可以試一下，把耳機甩起來繞圓周運動，如果甩得越快，這個耳機就越有要飛出去的趨勢，你就需要有更大的力氣抓住。同樣的道理，銀河系要抓住太陽系，其實也需要足夠的質量，這樣才有足夠的引力。但事實上，所需要的引力要大於銀河系所能夠提供的質量，這意味是不是存在什麼人類無法觀測到物質存在。而且這個物質只提供引力，由於我們觀測是通過電磁波，因此這個物質是不參與電磁力的。

於是，科學家就開始尋思這到底是什麼到底，具體來說，有這麼幾種可能。

第一種就是黑洞，光子都跑不出去黑洞，因此肯定不可能用電磁波的方式來觀測，而且黑洞確實引力巨大。

第二種是已經冷卻躺屍的中子星和白矮星，這些星體是不會發生核聚變的，只要原來的熱量消耗完就徹底涼了，超遠距離是肯定看不見的。

第三種就是中微子，因為中微子質量極其小但畢竟還是有質量的，而且中微子穿透力超級強，我們要捕捉到中微子的難度極其大，因此只要中微子的量足夠多，那是有那麼一絲絲理論上的可能。試想一下，每秒鐘穿透一個人身體的中微子要達到1000萬億個，但我們毫無察覺，這就能知道它的穿透力有多強，多難觀測到了。

暗物質：星系的粘合劑

為了搞清楚到底是什麼，科學家可是進行計算，這個計算主要是針對於“質量”，看看額外的引力需要多少質量的物質來提供。不算不知道，一算真的是嚇一跳。這個物質是我們可觀測到物質的5倍。

如果是黑洞的話，那豈不是到處都是黑洞，那地球才造就被黑洞吃乾淨了。

同樣的道理，如果是中子星，白矮星，中微子，那宇宙應該是是擠滿了這些東西，我們不可能看不到。所以也都被排除掉了。

於是，沒辦法了。科學家只能假設存在一種物質叫做：暗物質。不過，暗物質是什麼，我們是真不知道。說實在的它就是一個科學家用紙筆加觀測推演出來的。但是它的存在是可以被證明的。如果沒有它，各種星系就會分崩離析，所以它真的是名副其實的星系粘合劑，這也是一個間接證據。

除此之外，現代天文學還有幾種辦法來觀測它，首先就是引力透鏡。下圖就是科學家通過哈勃望遠鏡觀測星系團CL0024+17，發現存在一個暗物質圈，也就是途中藍色的部分。

除了引力透鏡，還有宇宙中大尺度結構的形成、微波背景輻射等方法和理論。其中，我們通過宇宙微波背景輻射可以獲知，宇宙誕生之後38萬年的時候，也就是宇宙微波背景輻射剛剛被釋放出來。當時的全宇宙溫度和物質密度非常的均勻，全宇宙各處幾乎沒啥差別。

但後來是什麼把物質聚合起來的呢？要知道我們可以觀測到的物質都會釋放電磁輻射（只要是高於絕對零度的物質都會），不僅會釋放，同時還能接收熱輻射。我們可以把宇宙現象成一杯熱水，如果我們把冷水倒進去，結果會咋樣？溫度會隨著時間，最後分佈均勻，不會一處冷，一處熱。這其實就是一個熱平衡的過程。

所以，事實上，如果按照宇宙誕生38萬年的節奏發展，宇宙中應該一直均勻地分佈著各種物質，而不可能出現現在這樣的星系或者恆星系的。而暗物質正好是不參與電磁相互作用的。因此，是它們把可觀測的物質進行聚合的，我們現在宇宙中，可觀測到的一切的星系，恆星，甚至是黑洞，都是受到暗物質的影響才形成。

而且，暗物質應該就像中微子一樣，廣泛存在於宇宙空間當中，甚至這個時候正在穿過你的身體，因為它不參與電磁力，所以你壓根感知不到。我們甚至可以說，整個地球都是被暗物質包圍著，但我們就是看不到它。

不過，事實可能要比我們現象中的複雜，2018年和2019年，就分別有天文學家發現有兩個星系是不存在暗物質的。

對於暗物質的研究其實是未來科學發展的重點，各國都設立了研究暗物質的觀測項目，我們國家有“悟空”探測器，對於它的瞭解，將很有可能打開一番新的天地。

最後，我們來總結一下，暗物質是假設出來的物質，是它提供了額外的引力，使得星系可以聚合。而且它很有可能是宇宙誕生的38萬年後，把物質聚集起來的原動力。

鍾銘聊科學

上世紀天文學界迎來了幾場革新，其中有一場革新如今還沒有真正意義的解決，具體來說就是一些類似於銀河系這樣的大型星系的質量所提供的的引力，並不足以維持住自身的形態。關於這個問題也是天文學界目前最前沿的研究領域。那這到底是咋回事呢？今天，我們就來聊一聊話題。

誰在提供多餘的引力？

上世紀30年代，有個著名的天文學家叫做奧爾特就通過觀測，就提出了在銀河系盤中的質量要遠大於我們所觀測到的恆星的總質量，而且他還對這部分看不到的“質量”進行估算，結果，他認為大概有一半的質量是我們觀測不到的。

大概也就是隔年，又有一位著名的天文學家叫做弗裡茨·茲威基，在研究後發現星系團外圍成員星系的運動情況時，他就發現，后髮座星系團中的可見星系並不足以支撐它們自身的高速運動，因此，他認為存在一些其他的質量，我們觀測不到，提供了額外的引力，才使得這些可見的星系可以如此高速的運動。

類似的情況，在30年代，還有一位叫做巴布科克的天文學發現了，他發現，仙女座星系的自轉速率曲線和理論預言的並不匹配。照理說，距離星系中心越遠的天體應該轉得越慢，但他卻發現，星系中心附近的天體和星系邊緣的天體運動速度，實際上是差不多的。同樣的情況，也被許多天文學在其他的一些星系中所確定。

這就很奇怪了，我們可以來現象一個畫面，就是拿著一個帶繩的耳機，然後把耳機甩起來，當你甩起來後，你會發現，甩的越快，這個你需要拽住耳機的力就得越大。星系邊緣的天體跑得那麼快，這就說明需要足夠多的引力牽引住，否則星系就會分崩離析。

更有趣的事情是，科學家在銀河系的研究過程中也發現了這些現象，我們的太陽實際上是繞著銀河系的質心在做運動的。

如果按照現有的理論進行計算，科學家就可以得到太陽的運動速度大概是160km/s，但實際上觀測下來，卻得到了240km/s的結果，遠大於160km/s的理論值。按照上文說的那樣，要讓太陽運動速度達到這個240km/s，說明銀河系需要提供額外的引力才可以。

如果沒有額外的引力，銀河系中的太陽肯定會飛出去，而不會被束縛在銀河系內部。那這部分引力到底是誰提供的呢？

暗物質

科學家提出了一個概念，把這個物質叫做：暗物質。暗物質之所以有這樣的名字，首先是因為我們看不到它。人類觀測天體，實際上是利用天體發出的光子，進入到了人類的觀測儀器上，而儀器之所以捕捉到光子，

也就是說，暗物質不參與到電磁相互作用，但暗物質是參與引力作用的，也就是說暗物質是有質量。目前，我們可以通過理論計算出暗物質的質量，大概是可見物質的6倍。

當然，關於暗物質，我們知道的並不多，我們可以通過各種方法來觀測暗物質，暗物質的存在也基本坐實了，接下來的事情其實就是搞明白暗物質到底是什麼？

目前主流的觀點是冷暗物質模型。這裡多了一個“冷”，是說暗物質粒子跑得很慢，幾乎不動。

可能你不太能理解這個冷和運動的緩慢有啥關係，這裡就要提到溫度的定義，從微觀視角來看，溫度的本質是粒子熱運動的劇烈程度，微觀粒子運動得越劇烈，溫度越高，運動得越不劇烈，溫度就越低。

暗物質粒子的運動不劇烈，因此才被稱為冷暗物質。那暗物質有什麼用呢？

星系的粘合劑

科學家通過觀測發現，大多數的星系都有暗物質的存在，而且大星系都有暗物質，沒有暗物質的星系都是比較小的星系。

所以，很多科學家認為，暗物質由於提供了強大的引力。在宇宙的早期，星系形成的過程中，它扮演了極其重要的作用，這個作用類似於

不僅如此，在未來，銀河系和仙女座星系會發生一場撞擊，最終聚攏到一起。實際上，這也是暗物質在作祟，正是兩個星系的暗物質的引力，促使兩個星系的合併。

薛定諤的科學

問題不太確切。更準確的說法是：根據觀測得到的質量，其大小不足以產生維持銀河系運動的引力。也就是說質量不夠。

科學家根據恆星亮度計算其質量，根據恆星計數和銀河系亮度分佈計算質量及其分佈。另一方面，觀察測量恆星運動速度可以反推計算出所需要的引力。二者一對比，發現質量太少了！

經科學家反覆計算推測，宇宙中還存在不發光的暗物質。它們提供了額外的引力。

暗物質的候選有好幾個。黑洞、中微子都曾是考察對象。現在普遍認為有一種暗物質粒子。它們不發光，與普通物質不發生反應。個人對此存疑。

北風中的石頭

這是一個局部與整體的問題。局部構成整體，整體統帥局部。就宇宙來講，宇宙就是一個整體，由各星系組成，各星系在宇宙的統一運行下，按照一定的規則各自運行。這好比是一支軍隊，由司令部統一管轄和指揮，下設軍、師、旅、團、營、連、排、班，分級分頭管理。各星系的存在、運行及維繫宇宙的平衡皆來自於萬有引力，其引力源是由大大小小的黑洞和恆星產生的。這種大大小小的黑洞和恆星就代替了管理宇宙和維繫平衡的職責。拿太陽系來講，太陽這顆恆星就起到了維繫八大行星運行的職責，它統一於銀河系，又獨立於銀河系。太陽系各行星之間相互吸引，又相互排斥，把太陽的引力轉化為向心力，在對立統一中形成穩定的運行結構，沿著一定的軌道運轉。這就是為什麼銀河系及其他星系能夠維持平衡的原因。因此，就整個宇宙來講，其形成、存在及維繫平衡，是由大大小小的黑洞和恆星在起著作用。由此推之，維持銀河系目前形態的也是這種分散開的力量。

如龍得雲13333

自牛頓根據前人的觀測和總結建立了萬有引力公式，使得各種天體的運動統一了起來。於是，儘管萬有引力公式只是經驗的歸納，卻使經典力學的發展達到了頂峰。

然而，當人類的觀測超出了太陽系，卻發現銀河系以及河外星系的天體運動並不完全符合萬有引力公式，有些天體的離心速度並沒有隨著距離引力中心的增大而變小，其近似為一個不變的量。

對此，有三種解決方案。

首先會想到的方案是修正萬有引力公式，但是該方案牽連甚廣，畢竟在太陽系該公式是十分精準的。所以，科學家👨‍🔬們選擇放棄此解決方案。

另一個比較簡單的解決方案是外在地特設看不見的暗物質。而且，為了避免更多的牽扯，還需要假定暗物質沒有其他的物理效應如不參與其他的相互作用。

因為，需要暗物質的量實在是太多了。如果其具有引力之外的其他物理性質，將會對現存的物理世界產生巨大的衝擊。

根據計算，需要暗物質的總量是已知物質的5倍！只有暗物質達到這一數量，才能夠解釋遠方的天體偏離萬有引力公式的現象。

然而，不幸的是人類用盡了各種觀測手段，並尋找了幾十年，卻始終沒有發現暗物質的蛛絲馬跡。

於是，需要我們反省這一解決方案的可行性。在人類的認識過程中，有許多利用外在的特設來解決疑難現象的案例。不過，這種做法的結局，大都是以失敗而告終的。

比如，為了解釋燃燒🔥現象，特設燃素的存在；為了解釋地球🌍上生物的現狀，創立了災變說。更為極端的例子是，認為人類是外星人的後代。

第三種解決方案是藉助於內在的物理機制，將異常的現象歸結為該機制在不同極限情況下的不同表現。

根據馬赫的相對性原理以及廣義相對論的廣義相對性原理，物質的運動不僅會受到空間的制約，物質也可以影響空間的分佈。比如，物質的旋轉，會導致其附近的空間也隨之部分地轉動。

由於離心速度是相對於空間而言的，所以實際的離心速度等於表觀的離心速度減去空間的等效轉速。

當天體距離引力源的增大，其實際的離心速度會按照萬有引力公式的計算而迅速消失，使得該天體的表觀離心速度等於空間的等效轉速。後者近似為一個不變的量，只與引力源的質量和轉速相關。

這也是為什麼，只有遙遠的天體才會產生偏離萬有引力公式的現象。因為，我們觀測到的遙遠天體的質量和轉速都是巨大的。

總之，對於異常現象的解釋，大體上有兩種做法。要麼特設外在的因素，要麼尋找內在的物理機制。後一做法雖然比較複雜，但是其不僅成功率高，而且還能增進我們對自然界的認識。

所以，我們應該藉助於內在的物理機制，來解釋天體異常的現象。這一物理機制就是存在著真實的物理背景——量子空間。

淡漠乾坤

在古希臘哲學中太空存在著“以太”，在中國古代哲學中太空存在著“氣”，在現代科學中太空存在著各種粒子。

存在各種粒子的太空構成了流體環境，旋轉的物體在運動中運動會產生一個偏向力，是物體產生弧線運動軌跡。天體在太空流體中運動，天體的自轉也會產生偏向力，使天體產生公轉現象，天體公轉偏向力的方向與萬有引力的方向相同，天體公自轉偏向力擬補了萬有引力的不足。

現代科學在相對論的影響下，把太空當成空虛的真空，忽視了天體公自轉偏向力的存在。只有放棄狹義相對論，科學才能找到萬有引力的不足之處。

狹義相對論把太空當成空虛的環境，這是錯誤的，廣義相對論復活了空間“以太”的存在，換了個馬甲，叫做“場”，這是科學的結進步。但“場”還是把空間物體之間的作用力，限定在一個有限的範圍之內，無法認同在空間流體中的物體是相互糾纏的。

愛因斯坦是一個偉大的思想家，把愛因斯坦當成偉大的科學家是錯誤的。愛因斯坦是不懂物理的，他不知道波的傳播特性，也沒有學好牛頓運動定律。

在邁克爾遜莫雷實驗中，光都是在相同狀態的空氣介質中傳播的，用波在狀態介質中傳播速度恆定不變，就能完美的解釋這個實驗的結果。由於愛因斯坦的物理知識不足，搞出了相對論。

無極必反，狹義相對論雖然是錯誤的，但是速度與尺寸還是有聯繫的，在空間中高速運動的子彈，不是在運動方向上發生尺縮效應，而是在運動方向的垂直方向上發生尺縮效應。

廣義相對論復活了空間“以太”的存在，用“場”來表現空間“以太”的分佈不均勻，讓“場”與力進行結合 ，推出了空間“場”的方程式，這些方程式是可以借鑑的，可以變形運用空間流體中物體的相互作用力。

太上邪神

不管是牛頓經典力學還是愛因斯坦的相對論，計算後，銀河系中心黑洞的引力，不足以維持銀河系邊緣的恆星運轉，也就是說銀河系外圍的恆星運轉速度比理論值大很多，理論上這些恆星應該由於離心力而逃離銀河系的。不光是銀河系，天文學家觀測到遙遠星系大多也是如此，於是科學家引入了暗物質。由此也估算出了暗物質佔宇宙質量的比重。但近年也發現了少數沒有暗物質的星系，因此暗物質在宇宙中的佔比可能要校正了。

癲濟哥

這個問題如果用牛頓引力論或愛因斯坦的時空彎曲論來解釋實在費力，而且還找不到自然現象來提供人們的思維標本，這是為什麼呢？原因是牛愛理論只反映了自然現象的表面，他們的理論是建立在狹小觀測範圍內的人為數學計算，根本不能叫做自然規律。

關於引力的作用機制與形為機制人們在地球上感知都很豐富，例如颱風，颱風由冷熱汽流在大氣環流作用下，產生局部冷熱對接，冷熱汽流觸碰後冷熱汽體由汽變成了水，伴隨大量汽體體積縮小，前面的汽變成了水，就會產生付壓迫使後面的汽體不斷加入，由於冷熱汽流的對立運動加入，沒變成水的汽體就不得不圍著中心付壓帶旋轉，這就由對立封閉運動的汽體轉化為具有引力旋轉的颱風體，雨大風也大，當冷熱汽體達到相對平衡時，颱風也沒有了，颱風引力也消失了，颱風物態體也消失了。

由颱風自然現象看銀河系及其其它星系，正在旋轉的星系靠的是由中心黑洞的巨大質量產生的引力來維持嗎？非也！根本不可能，靠的什麼？靠的是因天體旋轉產生的緊縮內壓，內壓使恆星的電子有規律和成度的不斷煙滅，電子煙滅後其電子的旋轉動態體消失，產生光速動態收縮態，光速收縮態的收縮量就是人們稱謂的能量，是全方位的收縮位移形為，被吸引的電子產生型變和位移並分灘一點空間位，由於分灘全方位的電子基數及其空間空域，分獲電子的空間量又會隨基礎數據擴大而遞減，這就是引力弱而至遠的根源。恆星中的電子無論煙滅或縮小產生的動態收縮位移傳遞就是恆星的能量。這樣才能保持恆星的生命過程與星系的生命過程，一但恆星的電子組合體被擠壓產生的抗壓與星系的自旋緊縮壓持平，恆星也就變成了未來星系的行星，固有星系也就失去自旋凝聚力，一代天體的生命走到盡頭，餘下物質體又只能在更大區域區間參與下一代星系的耦合創生。

關於引力的本質理解:引力是自然界的耦合自旋型變形為，能量是型變轉移傳遞平衡過程態量，是局部動態體的內壓平衡位移形為型變傳遞量。(本文原創，個人研究結論供參考)

宇宙譜

太陽系的形狀是行星圍繞太陽轉，衛星圍繞行星轉，這樣就定格成一個草帽的形狀。那麼僅憑萬有引力能夠維持這樣的形狀嗎？

顯然不能！因為萬有引力只是提供旋轉的向心力，要是沒有其他力去平衡這個作用力，外圍天體一定是會運動到中心去的，那樣就沒有行星和衛星存在的機會了，宇宙就只有一個個的太陽了。

所以，離心力一定是真實存在的，它並不是虛擬的存在，問題在於人們對它的理解錯誤，認為力一定要有施力物體！

其實慣性離心力並不需要施力物體，而是因為物體慣性的運動本身就具備的一種對旋轉中心的抵抗力，只是旋轉運動越劇烈它的抵抗作用就越強。

所以，只有具備一定的速度，行星及衛星才可以停留在它們的軌道上，因為在那樣的速度那樣的旋轉半徑下，它才剛好能夠抵抗中心引力的束縛作用，停留在固有的軌道上！

所以，離心力是維持天體運動狀態的一種關鍵的作用力，是它恰當的抵抗作用使得行星失去重力處於失重狀態，進而能夠維持在它的軌道高度上，不再向引力中心加速運動。

既然太陽系的力學因素構成如此，所以整個宇宙也會如此，只有萬有引力的作用顯然是不夠的，離心力是維持邊界大小的關鍵所在。

關鍵字: 引力 銀河 聚團力