超统一场与协变电磁学引论
宇宙中存在有大量绕星系中心旋转的天体，若星系中心物质质量
为 ，根据牛顿引力理论，天体绕星系中心公转速度
M
F
m
GM
r
R
r
u r r
c
（8.125）
R GM / c2
c
式中
； 是光速； 是天体绕星系中心公转轨道半径。易看
r
出，天体公转速度的平方是与公转轨道半径 成反比，轨道半径越大，
r
公转速度越小,见图8.19所示。可是，在观测河外星系天体时发现，
转速度反而大于近处天体公转速度，见图8.20所示，这就是星系旋转
疑难。对此物理学家认为，在星系中心与天体之间可能存在有看不见
验证这种解释是否正确，各国科学家在天上、地下全方位寻找暗物质，
时至今日还没有找到可证实暗物质存在的星点证据。
u r
u r
图8.19 牛顿理论的
关系曲线
图8.20 河外星系的
观测曲线
暗物质并不存在，我们观测到河外星系中天体的公转视速度偏离
在§4.1节中讨论过，以速度
u
运动光源沿
k
0 方向辐射光波的传
播速度c
并非是常量，而是与光源运动速度 有关系式
u
2
c c 1 usin a / c
（8.126）
c
是光源运动方向与光波传播方向间的夹角； 是静止光源辐射
式中，
a
光波在空间中的传播速度。由于光速与光源运动速度有关，远处天体
254