一個(gè)國際科學(xué)家小組近日發(fā)布報(bào)告稱，銀河系邊緣臨近仙女座的矮衛(wèi)星星系群，其形成與行為不符合目前公認(rèn)的星系形成標(biāo)準(zhǔn)模型。這一發(fā)現(xiàn)，意味著一直被奉為物理學(xué)經(jīng)典的宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型理論，其權(quán)威性將遭受質(zhì)疑。

銀河系邊緣星系群讓經(jīng)典理論遭遇挑戰(zhàn)

　　所謂的宇宙“標(biāo)準(zhǔn)模型”，是廣泛被接受的關(guān)于宇宙起源和演化范式的理論，在上世紀(jì)40年代由伽莫夫、阿爾芬和赫爾曼提出。該理論認(rèn)為，宇宙是一個(gè)致密熾熱的奇點(diǎn)于137億年前一次大爆炸后膨脹形成的。多年來，“標(biāo)準(zhǔn)模型”一直被公認(rèn)為描述宇宙起源與進(jìn)化的權(quán)威理論。

　　但據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，這一理論在針對銀河系邊緣臨近仙女座的矮衛(wèi)星星系群的研究中，遇到了問題。

“特殊分子”已出現(xiàn)

　　此次國際研究小組的領(lǐng)導(dǎo)者、凱斯西儲大學(xué)天文學(xué)系的博士后馬塞爾·帕羅斯基表示，按照“標(biāo)準(zhǔn)模型”，銀河系邊緣臨近仙女座的矮衛(wèi)星星系群，應(yīng)該有著確定的行為特征——即該星系群應(yīng)在暗物質(zhì)暈中形成，且將朝著任意的方向隨機(jī)運(yùn)動。

　　然而，實(shí)際觀測的結(jié)果卻是，矮衛(wèi)星星系群及其圍繞的星團(tuán)和星云，都散布在一個(gè)被稱為“麥哲倫平面”或“巨型極結(jié)構(gòu)”的圓形平面當(dāng)中，并朝著一個(gè)相同的方向運(yùn)動。而仙女座中的情形亦如出一轍：近半數(shù)的衛(wèi)星都處在“大仙女座平面”中。

　　“這一點(diǎn)非常類似于太陽系中行星們圍繞太陽公轉(zhuǎn)?！迸亮_斯基說。在他看來，這種結(jié)果不僅出乎意料，更向既有理論提出了挑戰(zhàn)。

　　在研究過程中，帕羅斯基和其他13名來自6個(gè)不同國家的合作者，對新近刊發(fā)的三篇論述星系模型平面分布的論文進(jìn)行了檢驗(yàn)分析。文中涉及星系的表現(xiàn)都符合“標(biāo)準(zhǔn)模型”。不過帕羅斯基小組利用文中數(shù)據(jù)對矮衛(wèi)星星系群的實(shí)際觀察結(jié)果進(jìn)行模擬分析時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)兩者在本質(zhì)上難以匹配——在計(jì)算機(jī)依照論文數(shù)據(jù)模擬出的數(shù)千種銀河系變化中，只有一千多種與實(shí)際觀測到的情形相符。而當(dāng)研究人員依據(jù)實(shí)情修復(fù)了三篇論文中的誤差之后，卻發(fā)現(xiàn)再也無法推導(dǎo)出這些論文當(dāng)初得到的那些結(jié)果。

　　“如果矮衛(wèi)星星系群一個(gè)觀測對象尚不夠充分，那么我們還有仙女座——要知道找到這樣一個(gè)擁有巨型衛(wèi)星星群平面的星系的幾率，只有不到十萬分之一。”帕羅斯基說。

“標(biāo)準(zhǔn)模型”需要替代理論？

　　在研究小組另一位成員、法國斯特拉斯堡大學(xué)高級助理研究員波努瓦·法瑪耶看來，之所以出現(xiàn)這種情況，原因在于“標(biāo)準(zhǔn)模型”中，包含著類似暗物質(zhì)、暗能量等許多待證實(shí)的假定要素。離開了這些要素，標(biāo)準(zhǔn)模型就不能順利而合理地解釋真實(shí)觀察到的現(xiàn)象了。

　　不過，一直以來這些假定要素都沒有擺脫質(zhì)疑。例如，被假定向星系提供質(zhì)量以避免它們因自轉(zhuǎn)而分崩離析的暗物質(zhì)即便真的存在，那它也幾乎無法解釋平面結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生。

　　對此，包括法瑪耶在內(nèi)，有越來越多質(zhì)疑“標(biāo)準(zhǔn)模型”功效的天體物理學(xué)家開始主張找尋新的替代理論。此次矮衛(wèi)星星系群的研究者，就采用了更古老的“星系碰撞”理論來解釋現(xiàn)實(shí)：兩個(gè)星系發(fā)生碰撞后，其質(zhì)量被剝離并像潮汐一樣被拋到遙遠(yuǎn)的地方。這些質(zhì)量碎片最終形成了矮衛(wèi)星星系群。

　　“‘標(biāo)準(zhǔn)模型’下的星系必須包含暗物質(zhì)，但‘潮汐星系’卻相反。”研究小組成員、德國玻恩大學(xué)教授帕威爾·克羅帕說。在他看來，這無疑（向“標(biāo)準(zhǔn)模型”理論）提出了一個(gè)非常尖銳的沖突，其影響就像人們突然發(fā)現(xiàn)萬有引力理論是錯(cuò)的一樣。

　　當(dāng)然，出于嚴(yán)謹(jǐn)，研究小組表示將展開進(jìn)一步的研究，以確定是否還存在其他可能的替代理論。其研究報(bào)告即將刊登在英國《皇家天文學(xué)會月報(bào)》上。對于自身研究對經(jīng)典理論產(chǎn)生的影響，他們認(rèn)為這是科學(xué)每一次進(jìn)步的必然過程。

　　“科學(xué)就是這樣。一開始總對新生事物充滿畏懼，但歷史終將促使它敞開心扉，擁抱那些離經(jīng)叛道的挑戰(zhàn)者?！毖芯啃〗M成員這樣表示。(來源：科技日報(bào)記者張夢然）