不平衡星系揭示了暗物质的速度
那么如何测量暗物质的速度呢?前提是要在宇宙中找到一个相对于暗物质运动的星系。由于宇宙中的一切都在运动，并且存在大量的暗物质，因此寻找这样的星系并不困难。
像星系这样的重物体会吸引所有类型的物质，无论是暗物质还是我们每天遇到的可见物质。当暗物质穿过星系时，星系开始将暗物质粒子拉向它。然而，粒子速度方向的改变需要时间。在它们的轨迹转向银河系之前，它们已经成功地穿过了银河系。
因此，暗物质粒子不会进入星系，而是在星系后面移动(见视频)。因此，在星系后面，物质密度增加，这导致星系减速——这种现象称为动态摩擦。动力摩擦的强度反过来又取决于暗物质粒子通过星系的速度，即星系有多长时间来改变暗物质粒子的轨迹。当粒子缓慢通过时，靠近星系的物质密度会增加，导致其速度减慢得更多。
绿点代表一个星系，上面的面板显示暗物质粒子经过该星系的运动(如果相应面板中存在星系)。下部面板显示了所有轨迹的形状，表明星系的重力场影响物质粒子，从而在星系后面产生过密度。密度过高再次减慢了星系的速度并扭曲了它的形状。
让我们假设引起动力摩擦的星系不是很小，而是很大。在这种情况下，其背后的超密度会在星系中的不同点产生不同强度的摩擦力，如图1所示。摩擦力的差异使得星系的形状更加不平衡。我们在地球上经历了与潮汐周期类似的形状变化——由月球引力引起的高潮和低潮。
暗物质粒子最终有多大并不重要——它们的轨道仍然在星系后面弯曲。如果粒子的大小与星系本身相当，该方法可能无法产生准确的结果。然而，这些暗物质模型已经被排除在外。
寻找不平衡星系本身并不困难，因为它们约占外太空所有星系的 30%。当然，很大程度上取决于星系外部的观察距离以及星系不平衡的程度。
此外，星系的不平衡形状可能不仅仅是由动力摩擦引起的。还有许多其他原因。例如，几个星系碰撞后形成的星系可能是不对称的。然而，在这种情况下，我们应该能够在星系内部的某个地方检测到另一个星系的核心或更大的恒星晕。银河系的不平衡也可能是由气体的持续流入造成的。在这种情况下，星系的形状需要数十亿年才能恢复。
因此，为了测量暗物质的速度，我们需要一个尽可能与其他星系隔离的不平衡星系。这样的话，就更确定它除了暗物质的通过之外，什么也没发生过。
在这项研究中，我们已经弄清楚如何精确计算潮汐周期中影响星系的力。下一阶段是寻找宇宙中足够不平衡的星系，以研究暗物质相对于星系的速度。
宇宙学是理论物理的重要检验多边形。计算暗物质的速度对于测试新的暗物质模型和揭开暗物质本质的神秘面纱非常重要。
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