暗物质是否存在，那些不含暗物质的行星恰好证明暗物质的存在
01
暗物质的研究
1、暗物质存在的证据
尽管已对暗物质粒子进行了数十年的探索，但仍然未能找到暗物质存在的直接证据。大部分宇宙学家仍然相信暗物质的存在，但其他人却抛开了暗物质的假设，提出了其他的解释，通过改变对万有引力的理解，消除了暗物质的概念。
但目前有两项研究结果对修正重力的这种解释提出了质疑。一项证实了星系中有一个看起来并不存在暗物质，而另一项则宣称他们找到了另一个。研究人员表示，有趣的是，看起来这两个星系缺少暗物质，但实际上却是暗物质存在的有力证据。
科学家们认为，这两个星系并不存在暗物质，是因为可以根据引力理论推测它们的动力学机制。大多数星系所观测到的“质量误差”在这里并不存在，所以暗物质的作用也就不再需要了。这就是说，牛顿物理学能够清楚地预测两个星系的运动模式，而宇宙学家所提出的修正引力定义则不能。
2、望远镜的观测数据
在2014年vanDokkum和他的研究生们刚刚建立了一组被称为“蜻蜓”的望远镜，这是从2014年开始的，用一组现成的长焦距相机镜头来组装，用来观察那些极其模糊的天体。仅过了一年，“蜻蜓”就发现了一个新的星系；与其大小相比，这个星系中的恒星数目极为稀少。
虽然这一星系十分罕见，但它的存在也就不足为奇了。大部分宇宙学家相信，稠密的暗物质可以充当种子，形成类似星系的大物体。阿·斯洛萨，来自布鲁克海文国家实验室的天体物理学家，他解释说，这可能意味着当暗物质在某一临界浓度时，会因自身的引力而发生塌缩，形成所谓的“暗物质晕”。暗晕会把氢转移到它的中心，在那里开始形成恒星，最终形成星系。尽管暗物质晕在不同星系中的质量各不相同，但是似乎每个星系都会有一些暗物质来维持自身形态。事实上，这个假设正是“蜻蜓”最近的发现如此令人吃惊的原因。
02
NGC1052-DF2和DF4
1、NGC1052-DF2的发现和研究
2016年，vanDokkum和同事们在耶鲁发现了一个似乎完全不含暗物质的超稀疏星系NGC1052-DF2。去年，当耶鲁天文学家在《自然》杂志上公布他们的发现是，宇宙学家对此表示怀疑。就像美国著名天文学家CarlSagan(CarlSagan)所说，这是第一个被发现的看似没有暗物质的星系，而许多宇宙学家认为那正是耶鲁大学所缺乏的。
宾夕法尼亚大学的天体物理学家罗宾·桑德森表示，大家对DF2星系持怀疑态度是因为这一结论是基于有限的数据得出的。研究中，耶鲁小组所用的数据仅仅来自两个晚上对10个星团的观测。这就是说，他们可能忽视了星团运动的一些关键细节，从而影响到他们对星系质量的估计，这将使他们不相信这个星系缺乏暗物质。
在发表关于DF2的论文时，耶鲁的研究者们也意识到这个可能的错误。要解决这个难题，唯一的办法是进行更详细的测量，或者寻找另一个类似DF2的星系。今年三月，耶鲁大学发布了两篇关于这方面的文章。
一开始，研究者们就DF2的内部恒星速度做了更精确的测量。这一次，vanDokkum和Danieli不仅测量了10个星团的速度，还用位于夏威夷的凯克望远镜观测了星团内恒星的速度。这样，他们就可以获得大量的数据来加强先前的结论。
2、DF4的发现和研究
另外一篇文章中，研究者宣布他们发现了第二个星系DF4，它看起来没有暗物质。这一发现不仅增加了DF2观测数据的可信度，也意味着这样的超稀疏星系可能并非罕见。Danieli说，事实上，发现这两个星系“真是令人高兴”。不过，她补充道：“现在还不能说，超稀疏星系是超级罕见还是非常常见。”为了回答这个问题，团队下个月将继续观察靠近超稀疏星系的其他星系。
但这仍无法解开最初的谜团，即这些奇怪星系是如何形成的。她说，理论宇宙学家需要通过模拟实验来确定星系如何会失去暗物质。一种主流理论是关于潮汐力的，天文学家认为，潮汐力同样起作用，因为两个相邻的星系之间的引力将彼此拉紧，使彼此产生扭曲。DF2和DF4都靠近NGC1052星系，它们很可能偷走了暗物质。
3、不能改变地心引力
Danieli说，无论这些星系是如何形成的，对于那些试图解释为什么星系的活动与我们预料的不一样，而对引力进行修正的尝试都是一种打击。
Slosar解释说，DF2和DF4增强了暗物质粒子存在的可能性，因为这意味着暗物质粒子可以从普通物质中分离出来。对于MOND理论而言，由于这些星系的行为符合标准引力理论，因此可以用牛顿公式和开普勒公式进行推算。
Slosar说：“如果在某些星系中发现了大量暗物质，而其他星系几乎没有，那么你就不能用引力缺失来解释；除非你承认一部分宇宙的引力定律与另一部分不一样，这是一种愚蠢的行为。他说：“物理学的全部意义就是发现永远存在的统一规律。正因为如此，暗物质的存在一直是有争议的。”
结语：对于星系形成理论来说，这些星系的存在带来了许多棘手的问题，它需要解释，在星系中的暗物质被猛烈地剥离之后，如何保持相对秩序，就像DF2和DF4中的星团一样。更深入地观察超稀疏星系是否能解决关于暗物质的争论？或许不能，但至少他们会有一些希望。