八大星系中哪个最暗,还是说有些星系多

像上图的牛郎星矮星系和下图的鱼凫矮星系，正常物质不到1%，暗物质超过99%。下图是螺旋星系M33的自转曲线，它是本星系群中的第三大星系，位于三角形内。我们的观察表明，离星系中心越远，物质旋转越快。

星系中暗物质的比例都一样吗？还是说有些星系多，有些少？

当我们抬头仰望夜空，你看到了什么？恒星星系！它们不仅照亮了宇宙，而且还描绘出了一个宇宙大尺度结构的巨大宇宙网。我们都知道在宇宙中存在着暗物质和正常物质，而且两者之间的比例大约为51。那所有星系中暗物质和正常物质都是这一个比例吗？有没有一些星系的暗物质更多？宇宙中暗物质和正常物质的比例宇宙在大尺度上的物质结构使怎样的？随着现代科学技术的发现，其实我们可以用计算机进行模拟！根据我们知道的物理定律，我们可以把宇宙的成分按照不同的比例放入一个大尺度结构的模拟中，也就是说这个系统在同一物理定律下运行，我们可以改变宇宙的物质成分，来看看模拟效果！与我们对宇宙的观察结果相匹配的最佳模拟是宇宙中拥有的暗物质大约是正常物质质子中子和电子的5倍。

我们还有其他的方法！我们也可以观察单个的星系团，并使用各种方法测量它们的质量，如下图中的引力透镜，我们就能知道一个星系团的总物质量，根据星系团恒星质光比，我们就能知道正常物质的量！对于每个大星系团，关于暗物质和正常物质的总量，我们得到了相同的比例大约15-17%的质量是正常物质，大约83-85%是暗物质。

那么宇宙在星系的形成过程中是否遵循暗物质和正常物质的比例？从理论上讲，引力对一切物质质量都是一视同仁的，不管你是暗物质，还是正常物质！只要宇宙冷却到足够的程度气体云温度降低，辐射压力就不能阻止物质在引力的作用下塌缩。宇宙中形成的所有结构不论是大尺度还是小尺度暗物质与正常物质重子物质的比例都应该是相同的！引力能作用多少正常物质，就能作用与正常物质比例相匹配的暗物质，这个比例就是5:1！像上图中梅西耶104这样的大草帽星系，直径约有5万光年，就表现出暗物质与正常物质的预期比例51！像银河系之类的大星系都是这样，也符合我们的理论预测。

但是当我们开始研究小星系的时候，我们就发现了一些奇怪的现象。小型星系的旋转曲线表现得比大星系更加离谱。小星系矮星系似乎有更多的暗物质在我们没有发现暗物质得时候，我们对星系得旋转曲线预期是下图中的虚线A，这很符合我们的引力理论，离星系中心越远旋转速度越慢！在我们观察到大星系的旋转曲线时，发现星系物质在不同距离上旋转的速度是一样的B，我们就发现了星系中的缺失质量，于是就有了暗物质问题。

而下图是螺旋星系M33的旋转曲线，这个星系是本星系群中的第三大星系，位于三角座中，我们的观察结果是离星系中心越远的物质，旋转的速度竟然在缓慢的增加！这说明什么？只能说这个星系看起来暗物质太多了！更准确地说，在M33中暗物质的比例和正常物质的比例不是51！这一点和我们的理论相悖，我们也可以理解为正常物质变少了。

当我们开始观察更小的星系时，这种情况就变的更加极端。像上图中的天炉座矮星系和下图中的玉夫座矮星系，其中只有不到1%的正常物质，暗物质超过了99%！这完全是由暗物质组成和控制的星系。Segue 1是狮子座发现的一个矮椭球星系，是银河系最小的卫星星系！也是迄今为止发现的暗物质比例最高的天体，Segue 1只有1000多颗恒星，质量却高达大约60万个太阳质量！这是怎么回事呢？为什么越小的星系，暗物质越多？整个星系完全由暗物质控制。

我们知道，恒星星系形成时暗物质是均匀分布在空间中的，暗物质更分散，而不是分布在不同密度的区块中。引力对正常物质和暗物质的作用是一样的，应该能形成同样比例的结构！所以理论上小星系的比例不应该是这样的。发生了什么事？暗物质和正常物质的比例在所有尺度上都是一样的，但是正常物质会形成恒星，这就是问题所在！如果我们模拟宇宙，包括恒星的形成，会发现一些特殊的现象。