「暗物質之母」離開人世

夜空中的又一顆星。

薇拉魯賓。

在軌道上運行的天體運行速度取決於這個天體系統的質量和這個天體與該天體系統質量中心的距離。太陽系是如此，銀河系也沒有什麼不同。只是後者的質量更大，質量分布更廣泛。

在太陽系中，離太陽越近的行星運行速度越快。針對銀河系，天文學家則根據電磁波觀測結果推算出星系質量，並以此為基礎，繪製了一條星系恆星運行速度理論曲線。從這條曲線中我們可以看出，理論上，星系中心附近的恆星運行速度會隨著和星系中心距離的增加顯著變快，而越過臨界點後，它們的運行速度就又明顯下跌。

但20世紀初一位女性天文學家的觀測結果卻推翻了這一理論假設。不僅如此，她還從根本上顛覆了人們對宇宙的認識。我們在我們所能看到的這個宇宙中所看到的，可能並不是它的全部。宇宙有它的黑暗面。

這位女天文學家就是薇拉魯賓。

M31仙女座大星系。NASA / APOD

星系的自轉周期是極其漫長的，貫穿人類的全部歷史，我們可能也無法感知到它內部恆星位置發生的變化。尤其當星系正對著我們，把它們美麗的旋渦狀結構呈現給我們時更是如此。但星系的朝向並不總是一樣，它們中有一些恰好側對著我們。於是這些「側視」星系給了天文學家以機會。

運動會引發多普勒現象的產生，假如恆星面朝我們而來，那麼它們發出的光波長會被壓縮，產生所謂的藍移現象；假如恆星遠離我們而去，那麼它們發出的光波長會被拉伸，產生所謂的紅移現象。天文學家可以用光譜儀把星光分解為非常細小的譜線，通過細緻地比對星系不同部分譜線中存在的差異，獲知星系不同部分相對於地球的運動速度。

薇拉魯賓在把用這種方法測出的星系自轉速度曲線和理論預測曲線比較後發現，這兩者存在非常大的差異。實際觀測結果表明恆星離星系中心越遠，它們的運行速度也越快，且這種速度的遞增非常迅猛。最關鍵的一點是，它們的速度並沒有在越過某個臨界點後逐漸下跌，而是持續平穩地上升。

這一現象是薇拉魯賓在仙女座大星系身上發現的。但隨後人們在其它星系身上也發現了同樣現象。無論我們把星系中多少可見物質的質量都加上，也無法解釋這一現象，得不出這樣一條曲線。

在擁有這樣一條曲線的星系中，恆星的運動速度是如此之快，以致於它們理應早就散架。然而事實上它們並沒有散架。針對這一現象的解釋大致有兩種，一種是引力在大尺度上有其非常難以理解的運作規律；另一種是宇宙中存在著某種我們根本看不見的質量。

除此之外，人們還發現宇宙中許多身處星系團內部的星系本身運動速度也過快，根據它們運動速度測算出來的質量，也遠遠超出了人們通過電磁波觀測推算出來的質量。

相比之下，薇拉魯賓獲得的證據更強有力。自那以後，科學家在多個領域，通過多種不同的方法，獲取了大量指向暗物質存在的間接證據。但人們夢想中一直想要找到的暗物質粒子，卻至今未能發現。

薇拉魯賓通過這種驚世駭俗的方式，在那個天文學中女性難以佔據一席之地的年代，改變了人類在本質上對宇宙的看法。2016年12月25日聖誕節，薇拉魯賓與世長辭，享年88歲。暗物質之母沒有等到她應得的諾貝爾獎，成為了夜空中的又一顆星。