位力质量

假设你看到一群人在一个围着栅栏的院子里跑来跑去，谁也跑不出去。从他们跑得多快、院子有多大，再用一点物理，你就能推算出栅栏得多结实才能把他们关住。对一个星系团或球状星团来说，并没有栅栏——只有引力把它聚在一起——但同样的逻辑成立。测出成员运动得多快、彼此相距多远，你就能推断出那提供束缚引力的总质量。这推断出的质量，就是位力质量。

背后的工具是位力定理，一条来自经典力学的结果。对一个稳定的、由引力束缚、既不塌缩也不飞散的系统，它把运动的平均动能与引力势能联系起来：大致是，两倍动能等于负的势能。化成一个实用配方，质量约为 M ≈（速度弥散的平方乘以尺度）除以引力常数 G。所以只要能测出星系运动多快（速度弥散）以及星系团的半径，就能得到它的总质量——完全不需要光。

位力质量正是天文学家仅凭运动来「称量」星系团的办法，而结果总是远大于一切发光物质的质量。看得见的恒星加上炽热的 X 射线气体，加起来也只占一小部分；其余是暗物质。这方法的弱点在它的关键假设——系统已弛豫、处于平衡。一个被逮到正在碰撞中的星系团（如子弹星系团）违反了这一点，这正是来自引力透镜的独立质量测量作为交叉检验如此宝贵的原因。