不對勁！太陽系的速度，似乎比之前認為的快得多

根據(jù)一項近日發(fā)表在《物理評論快報》上的新研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太陽系的速度，似乎比之前認為的快得多，令人感到有點不對勁。下面我們來看看這具體是怎么回事。

要描述太陽系的速度，我們首先就需要找一個合適的參照系，具體是什么呢？實際上，“宇宙微波背景輻射”（CMB）就是一個非常好的參照系，因為它們是宇宙中最早的光，在經(jīng)過漫長的時間之后，現(xiàn)在已經(jīng)非常均勻地彌漫在整個宇宙里。

當(dāng)我們太陽系在這個背景輻射中運動時，我們就會看到，在我們運動方向上的微波背景波長會顯得稍微短那么一點點（藍移），反方向的波長則會長那么一點點（紅移），這種現(xiàn)象被稱為“偶極異向性現(xiàn)象”。

通過對這種現(xiàn)象的測量，科學(xué)家們之前算出來，太陽系相對于“宇宙微波背景輻射”的運動速度大概是每秒369公里，這個數(shù)值，在過去已得到了大家的普遍認同。

而此次研究其實只是對這個速度的一種驗證，在研究工作中，科學(xué)家并沒有選擇“宇宙微波背景輻射”來作為參照系，而是選擇了射電星系。

所謂射電星系，就是那些在射電波段特別亮的星系，這些星系通常中心都有個超大質(zhì)量黑洞，正在瘋狂吞噬物質(zhì)，噴出巨大的射電噴流。之所以選它們，是因為射電波穿透力強，不像可見光那樣容易被銀河系盤面上的塵埃擋住，因此很容易被發(fā)現(xiàn)。

測速原理來自太陽系運動造成的“頂風(fēng)效應(yīng)”，這種效應(yīng)可以讓我們觀測到前方的射電星系密度略高于后方，通過對其進行測量，就可以計算出太陽系的運動速度。

研究團隊調(diào)用了包括歐洲低頻陣列（LOFAR）在內(nèi)的三個大型射電望遠鏡數(shù)據(jù)集，為了確保萬無一失，他們還開發(fā)了一套全新的統(tǒng)計方法（射電星系往往形狀不規(guī)則，有的甚至分裂成好幾塊，以前的算法很容易把一個星系誤數(shù)成兩個）。

這本來是一個用來驗證已有理論的例行檢查。按理說，用射電星系算出來的速度，應(yīng)該跟用微波背景輻射算出來的速度差不多，頂多有點誤差。

然而研究結(jié)果卻顯示，射電星系分布的這種“頂風(fēng)效應(yīng)”，其強度是預(yù)期理論值的3.7倍！也就是說，如果按此次研究使用的方法，那太陽系的速度，就比之前認為的快得多。

科學(xué)家表示，在物理學(xué)中，統(tǒng)計顯著性是衡量發(fā)現(xiàn)有效性的標(biāo)準(zhǔn)，通常，3個標(biāo)準(zhǔn)差（3σ）被視為“有跡象”，5個標(biāo)準(zhǔn)差（5σ）則意味著統(tǒng)計學(xué)上的確鑿發(fā)現(xiàn)，而此次研究已經(jīng)超過了5σ，這就意味著，射電星系所指示的宇宙參考系，與微波背景輻射所指示的參考系，存在著無法調(diào)合的巨大沖突。

如何解釋呢？就目前的情況來看，這個問題暫時還沒有確定的答案。

科學(xué)家推測，也許太陽系并沒有跑那么快，而是射電星系的分布本身就不均勻， 但如果真是這樣的話，那我們的“宇宙學(xué)原理”（在大尺度上，宇宙是處處均勻的）就失效了，而這也就意味著，我們的標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型將遭到挑戰(zhàn)。

參考資料：Overdispersed Radio Source Counts and Excess Radio Dipole Detection，2025, Physical Review Letters. DOI: 10.1103/6z32-3zf4