主题：【原创】漫谈暗物质 -- afar77

我们为什么相信宇宙中存在暗物质呢？

最常见的一个证据就是星系的旋转曲线，最常见的旋转曲线图呢，就是下面这一幅：

这附图里头，左下角是一个星系(M33)的可见光照片，可以看到M33是和我们银河系差不多的一个螺旋星系，恒星们围绕着星系中心旋转。那么，如果我们重复一下牛顿老先生的工作，就可以写出恒星们的运动方程 M_s v^2/r = G M(r) M_s /r^2 (向心力等于万有引力)。两边的恒心质量M_s可以约掉，那么恒星的速度 v^2 = GM(r)/r，M(r)是恒星的轨道里所包含的总质量，而r就是恒星的轨道半径。

现在再仔细看看照片 --- 照片上，在大约大于4个kpc的距离上，恒星就很少了。所以说，在r>4kpc的地方，M(r)就已经几乎是一个常数了。这样的话v就应该正比于r^(-1/2)，距离星系中心约远的地方旋转速度越慢，就像比较低的那条曲线画的那样。可是实际观测的结果却是上面的那条曲线---约往外走恒星转的越快呢。所以，这中间一定还有点啥东西在吸引这些恒星---而这些东西又都是看不见的---也就是我们所说的暗物质了。

土鳖抗铁牛......