薇拉·鲁宾是如何发现暗物质存在第一直接证据的（内含中文视频）

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https://www.zhihu.com/video/920038980739821568
                                       

视频版权：SciShow Space （YouTube）；
字幕翻译：天文志愿字幕组（有错误的地方望各位指出）
翻译：DK
审核：拾屿

解说词
（翻译：天文志愿字幕组，若有错误，欢迎指出）
那是70年代
肖恩·康纳利还是詹姆士邦德  时尚界还像瞎了一样丑
天文学家还在不知疲倦地探究银河系旋转问题
这是一个误导性的名字
因为问题是银河系旋转得太好了
在银河系边缘的星星运转的速度远超天文学家的预期
于是他们开始质疑他们对物理学定律的了解
最后  他们意识到他们正在寻找证明暗物质的第一直接证据
这是由一位叫薇拉·鲁宾的天文学家发现的
薇拉·鲁宾于1928年出生在宾夕法尼亚州的费城  她从小就喜欢凝视星空
而且她特别着迷于星星如何在夜空中移动
她的父亲是一位电机工程师  父亲在她14岁时给她做了一个望远镜
之后她便开始参加业余天文学家会议
在采访中  她曾自曝她假装高中毕业
因为她把每份作业都变成了写天文学的借口
这份对星星的热诚将她送入了纽约的瓦萨学院
她选择这所大学是因为有一位优秀的天文学前辈玛丽亚·米切尔在这里任教
在那里  她得到了康纳尔天文学硕士学位和乔治敦哲学博士学位
她的硕士论文分析了超过一百个星系的运动
她的博士论文研究了宇宙中星系是如何分布的
也许你已经发现了  她真的对星系很感兴趣
在师从几个不同的教授之后
1965年  最后鲁宾选择了华盛顿的卡耐基学院
也就是在这里  她和她的同事  天文学家肯特·福特
将注意力转向了恒星是如何围绕星系中心旋转的这一问题上
福特发明了一种更灵敏的光谱仪
这是一种将望远镜观测到的光按波长分开的仪器
鲁宾和福特用这个仪器计算银河系不同部位的运转速度
当他们绘制星系中星星的运转速度图时
他们预测越接近银心的星星就运转的越快
随着星星远离银心  轨道速度就越来越慢
像太阳系里一样  水星在其轨道上绕太阳运转的速度
就比海王星快
但结果并不是预期的那样
他们发现星系边缘的恒星
和离中心更近的星星运转速度是一样的
这很不合常理
星系外围的星星运行的如此之快\N(注：圆周运动中，每个固定轨道上的物体运动的速度是一定的)
以致于星系基本上应该被分成几个部分
因为每个星系中所能看到的物质的质量不应该足以把它们凝聚在一起
现在  鲁宾和福特并不是最早发现星系这一奇特运动的人了
在同一世纪的早些时候曾有过一些独立的发现
比如在同世纪30年代   美国天文学家H·W·巴布科克曾观察到
附近的仙女座星系旋转得太快了
另外  为奥尔特云命名的荷兰天文学家简·奥尔特
曾发现六分仪座中的纺锤状星系也有与仙女座星系相似的现象
无独有偶  瑞士天文学家弗里茨·兹威基也在\N后发座星系团的一些星系中发现了这种现象
他们对这种现象提出了几种不同的解释
巴布科克认为这可能与光的吸收有关  或许星系外的物体
存在不同的动力规律 只是目前我们的数学还无法描述
奥尔特和弗里茨都各自独立的提出  这是由于星系周围
存在的不发光物质的影响  也就是暗物质的影响
鲁宾和福特发现
这个现象不只存在于个别星系中
这是普遍存在于宇宙中的
巴布科克 奥尔特和弗里茨并没有发现异常
他们看见了普遍现象的具体例子
鲁宾绘制了银河系的运动曲线
并标记了从中心到边缘的速度
20世纪70年代  她收集并公布了大批数据
这些数据无可争议的证明  银河系自转问题是典型的星系问题
并且其中存在某种无法解释的物理作用
她还意识到暗物质的假设
和她对星系的研究发现是一致的
如果星系里存在很多我们无法探测到的物质
那么这就能解释银河系旋转的那么快了
此后  天文学家开始寻找更多暗物质存在的证据
最近  大多数的天文学家认为宇宙中有84%都是暗物质
鲁宾于2016年12月去世  享年88岁
通过几十年对星系与暗物质的研究
她为这个巨大的领域奠定了基础
直到现在  天文学家依旧不知道暗物质到底是什么
全世界有成千上万的研究者也都致力于解决这一谜题
所以到现在  在许多方面  薇拉·鲁宾仍然在为我们对宇宙的认识做出贡献
感谢收看本期SciShow Space
想了解更多关于暗物质  可以观看“我们所不知道的暗物质”
它探讨了天文学家多年来考虑的一些可能性\N翻译：DK\N审核：拾屿\N（观看更多中文天文视频欢迎关注weibo天文在线）\N【也欢迎您加入我们字幕组，私信koukou零度星系（南充）】
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全文排版：天文在线（零度星系）
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