开心六月综合激情婷婷|欧美精品成人动漫二区|国产中文字幕综合色|亚洲人在线成视频

科學(xué)家對(duì)宇宙是如何形成，又是如何演化至今天的結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了很好的理解。假如愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論在所有的尺度都適用，那么從宇宙微波背景輻射到單獨(dú)星系動(dòng)力學(xué)的觀測(cè)數(shù)據(jù)都指向了一個(gè)由暗能量（愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程中的宇宙學(xué)常數(shù) Λ）和冷暗物質(zhì)（CDM）支配的宇宙。將這些知識(shí)合并在一起便是標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型：ΛCDM。

盡管該模型在預(yù)測(cè)和觀測(cè)方面都獲得了巨大的成功，但科學(xué)家一直在努力尋找超越ΛCDM的模型，因?yàn)樗媾R了一些顯而易見(jiàn)的理論問(wèn)題，比如宇宙學(xué)常數(shù)問(wèn)題、廣義相對(duì)論在大尺度的有效性和CMB在小尺度的異常等等。當(dāng)然，究竟什么是暗物質(zhì)和暗能量是當(dāng)今物理學(xué)最大的問(wèn)題。此外，科學(xué)家偶爾也會(huì)觀測(cè)到一些可能破壞這一可貴模型的現(xiàn)象。

2月2日，一篇發(fā)表在《科學(xué)》雜志的新研究就指出，在鄰近的橢圓星系半人馬座A的周?chē)h(huán)繞著一些“矮衛(wèi)星星系”（較小的星系），它們?cè)诩闹餍窍抵車(chē)囊粋€(gè)平面上進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)與預(yù)期的結(jié)果并不相符。

○在半人馬座A星系周?chē)壍郎习l(fā)現(xiàn)的矮星系在星系平面顯示出一個(gè)明確的運(yùn)動(dòng)方向，這對(duì)ΛCDM理論來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。| 圖片來(lái)源： Muller et al., Science 359, 6375 (2018）

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型的預(yù)測(cè)，星系會(huì)形成等級(jí)結(jié)構(gòu)，這意味著它們會(huì)吸引較小的星系，并將其中一些分開(kāi)，從而逐漸壯大自己。而這些小星系被引力吸引時(shí)，它們可能來(lái)自各個(gè)不同的方向。因此，我們預(yù)期這些星系會(huì)在各種隨機(jī)的位置和方向上移動(dòng)。

盡管有時(shí)會(huì)受到一些挑戰(zhàn)，但等級(jí)模型依然很強(qiáng)大。它支撐的是現(xiàn)代宇宙學(xué)中一個(gè)最基礎(chǔ)的方面：各向同性。這是一個(gè)基于宇宙是均勻的預(yù)想，它描述的是無(wú)論從任何方向?qū)τ钪孢M(jìn)行觀測(cè)，都是一樣的。我們對(duì)小尺度上的衛(wèi)星星系有著同樣的均勻表現(xiàn)預(yù)期。而新研究對(duì)等級(jí)模型的挑戰(zhàn)，也就是對(duì)各向同性的挑戰(zhàn)——某些位置有的星系具有同步行為，有的星系卻表現(xiàn)出隨機(jī)行為，這似乎是不合理的。

更重要的是，我們?cè)谶^(guò)去的衛(wèi)星破壞造成的殘骸里看到了大量等級(jí)模型的證據(jù)，還看到了小星系的逐漸累積，以及一些依然存在的小星系。

奇異性評(píng)估

事實(shí)上，在此之前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過(guò)其他在單一平面上運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星星系。那是兩起就發(fā)生在我們宇宙“后院”的案例，一個(gè)在銀河系周?chē)硪粋€(gè)則在仙女座星系周?chē)?。雖然目前總共三次的發(fā)現(xiàn)并算不上是一個(gè)很大的數(shù)字，但我們還沒(méi)有在更遠(yuǎn)的地方去找探尋這種現(xiàn)象。然而，有證據(jù)表明，在與銀河系相似的星系中，有一半的星系可能在有序軌道上具有衛(wèi)星星系。

○圍繞著大型星系旋繞的矮星系軌道示意圖。| 圖片來(lái)源：Geraint Lewis and the Hubble Space Telescope Image Archive

到目前為止，宇宙學(xué)家都把這些平面作為罕見(jiàn)事件予以忽視，因?yàn)槠婀质录某霈F(xiàn)并不能代表在更廣泛宇宙中的普遍性。通過(guò)星系形成的計(jì)算機(jī)模擬和對(duì)衛(wèi)星星系的所有可能方向進(jìn)行篩選，科學(xué)家估算了我們可能在宇宙中發(fā)現(xiàn)這些“異?！毙窍档臄?shù)量。結(jié)果表明，這種平面分布不應(yīng)該是極為罕見(jiàn)的，大約有10％的發(fā)生幾率。

然而，實(shí)際上觀測(cè)到的大量衛(wèi)星星系在同一方向旋轉(zhuǎn)（如半人馬座A周?chē)男l(wèi)星星系那樣）的幾率卻不到0.5％。這意味著這并非不可能，但如果我們發(fā)現(xiàn)太多這樣的例子，那么將不得不對(duì)標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型進(jìn)行重新思考。要知道，在一個(gè)并不非常大的觀測(cè)樣本中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了三個(gè)這樣的例子。

但是，我們還需考慮“查看別處效應(yīng)”（look-elsewhere effect）。這是一個(gè)被統(tǒng)計(jì)學(xué)家所熟知的效應(yīng)，用來(lái)糾正當(dāng)我們?cè)趯?duì)小樣本進(jìn)行觀測(cè)過(guò)程中，出現(xiàn)了罕見(jiàn)事件時(shí)，會(huì)得出各種各樣奇怪結(jié)論的傾向。通過(guò)查看別處，也就是說(shuō)，通過(guò)增加觀察次數(shù)并統(tǒng)計(jì)所有的事件沒(méi)有發(fā)生的情況，可以大大降低該事件的統(tǒng)計(jì)顯著性。

其它解釋

但如果我們無(wú)法找到足夠的例子來(lái)證明這些星系只是一個(gè)例外，而非一種規(guī)則呢？當(dāng)前的宇宙學(xué)模型能否完全解釋這些發(fā)現(xiàn)？或許吧，但不尋常的觀測(cè)需要的是不尋常的解釋。有種可能是，這些矮星系并非一個(gè)一個(gè)出現(xiàn)，而是被集體性的創(chuàng)造于一次單一事件中，從而被賦予了一致的運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)星系的大規(guī)模合并就能產(chǎn)生這種效果。由于有跡象可以證明半人馬座A有著非?；钴S的過(guò)去，因此這種說(shuō)法是有可能的。

○