暗物质为何没有影响太阳系中行星的运行速度?大约65年前,第一次发现了暗物质存在的证据.当时,弗里兹·扎维奇发现,大型星系团中的星系具有极高的运动速度,除非星系团的质量是根据其中恒

Question

暗物质为何没有影响太阳系中行星的运行速度?
大约65年前,第一次发现了暗物质存在的证据.当时,弗里兹·扎维奇发现,大型星系团中的星系具有极高的运动速度,除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上,否则星系团根本无法束缚住这些星系.
（以上来自百度百科——暗物质）
既然科学家发现,如果没有暗物质,星系团的质量根本无法束缚这些星系,那如果太阳系中没有暗物质,太阳系的质量也能束缚住太阳和行星吗?就算可以,那在发现暗物质之前,科学家拿太阳和行星的质量与行星的运行速度做对比时,也应该会发现这里面有问题啊,就是太阳系的质量偏小了,这样的话很早就应该发现暗物质了,而不必等到观察遥远的星系团时才发现.
难道是太阳系中的暗物质太少了,不足以对行星的运行速度产生影响?那银河系里的暗物质应该多了吧,科学家拿银河系质量和恒星绕银河系中心的运行速度做对比时,也应该能发现问题呀

Answer 1

这是因为在太阳系范围内,行星离太阳十分接近,所以太阳的引力在太阳系范围内占了绝对的统治地位,所以暗物质的作用在太阳引力下显得微不足道,也就难以辨别出来.但星系间,由于彼此距离都以光年来计,它们相距甚远,引力十分微弱,而暗物质的粘合力在任何时候都是一样的.当引力很弱的时候,暗物质的作用就变得十分重要.
举个很简单的例子,假设地球受到的暗物质对自身与太阳的粘合力为1点,受到太阳的引力是9999点,太阳需要控制地球需要10000的引力,那么暗物质对太阳控制地球的贡献仅为万分之一.
来看看银河系,银河系核心是个质量为太阳400万倍的黑洞.假设它控制银河系最外层的恒星需要2点的引力（银河系最外层的恒星转速缓慢,离心力极小,因此只需要极小的引力就能控制它们）,但是由于最外层距离它有6万光年,因此它对最外层的恒星引力只有1点.这是如果没有暗物质再贡献那1点的粘合力,外层恒星就可以轻易逃离星系.这是,暗物质的粘合力和引力对星系结构稳定性的贡献率就变成了1比1.
这就好比这里有一大碗水,如果我再往这个碗里加一杯水,你很容易分辨出来水多了一杯.但是如果我往一个水库里倒一杯水,想必你用肉眼,甚至用仪器也分辨不出,这个水库多了一杯水的量吧?暗物质之所以不能在太阳系中被发现就是这么回事.