即刻专家：黑暗之流揭秘

仿佛宇宙还不够奇特，科学家最近发现整个星系团（宇宙中已知的最大结构，由数千个星系组成）正在向同一区域移动。我们不知道是什么神秘现象在吸引它们。不管它是什么，它都是巨大的。到目前为止，宇宙学家的最佳猜测是，这是来自可见宇宙之外某种东西的引力。美国宇航局科学家亚历山大·卡什林斯基和一组研究人员去年发现了这种神秘运动，被称为“暗流”。暗流与其他宇宙学之谜，包括暗物质和暗能量，都无法用爱因斯坦的广义相对论（目前关于引力和宇宙本身如何运作的最佳理论）轻易解释。即使解决其中一个谜团也可能颠覆物理学。

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基本术语

可见宇宙：在大爆炸后的最初 38 万年中，产生的任何光子都会立即被重新吸收，这意味着宇宙中没有光。由于光需要一定的时间才能到达我们，因此这 38 万年的时间决定了我们能够看到多远的过去，从而决定了我们能够看到多远的太空。虽然直接观察可见宇宙之外的任何东西可能是不可能的，但暗流等现象可能显示出非常遥远的结构对我们可见的宇宙的影响，可以帮助我们重建那里的情况。

引人入胜的统计数据

465 亿光年：如果卡什林斯基说得没错，那么这至少是暗流源与地球之间的距离。迄今为止观测到的最远物体是来自一颗垂死恒星的伽马射线爆发，距离地球 130 亿光年。

下一步

科学家将试图弄清楚是否所有星系团都容易受到暗流的影响。如果是这样，我们就知道其成因可以追溯到宇宙的起源，这为以下理论提供了依据：某种我们看不见的东西正在对我们能看到的一切施加引力。

如何找到暗流

亚历山大·卡什林斯基和他的 NASA 团队通过研究宇宙微波背景 (CMB) 发现了暗流。CMB 是宇宙大爆炸产生的电磁辐射，像一层均匀的静电层一样覆盖着已知宇宙中的一切。当星系团（由数千个星系组成的一个群体）在太空中移动时，它会拖曳高能电子。这些电子会散射 CMB 辐射，就像船尾扰乱湖面一样对其造成干扰。通过寻找这种扰动，卡什林斯基的团队发现证据表明，他们研究的所有星系团都在向一个点移动。他们看不到任何会导致这种整体运动的因素，因此这可能表明在可见宇宙的边缘之外隐藏着一个非常巨大的结构，它用引力将星系拉向它。

那么，这个巨大的隐形物体究竟在哪里呢？最新的宇宙学模型倾向于假设宇宙是无限的，我们只能看到其中的一部分。暗流首次暗示了在太阳系可直接观测到的范围之外，可能还存在着什么。然而，我们很难了解更多，因为暗流的源头似乎至少在 465 亿光年之外，比我们能观察到的要远得多。宇宙学家们并没有试图弄清楚如何超越可见宇宙，而是在测试宇宙演化的计算机模型，以寻找暗流的可能原因。卡什林斯基的团队正在研究 CMB 和更多星系团的新一批数据，以完善他们的数据。观测越精确，理论家们就越能进行模拟，并测试他们对神秘运动背后可能存在的原因的想法。

常问问题

问：星系将去往何处？
答：宇宙学家认为这些星系可能正朝着一个非常大的原始结构前进，但目前他们还没有推测那可能是什么。他们观察到的所有运动都是朝着半人马座和船帆座之间的 20 度天空区域，因此未知的东西可能就在那里。

问：这种神秘运动与暗能量和暗物质相同吗？
答：只是它们都是神秘的力量。弗里茨·兹维基 (Fritz Zwicky) 于 1933 年测量了星系团外缘星系的轨道速度，发现了暗物质。他发现星系团中可见的质量太少，无法产生阻止星系飞入太空所需的引力。理论上缺失的质量被称为暗物质。天文学家认为，宇宙中的暗物质大约是普通可见物质的五倍。

暗能量的概念出现于 1998 年，当时科学家发现宇宙不仅在膨胀，而且膨胀速度比以往任何时候都快。物理学家将推动这种加速增长的物质称为暗能量。他们估计，宇宙以目前的速度膨胀所需的能量是所有已知可见物质和暗物质总和的三倍。

问：所有这些“暗”现象都有同一个原因吗？
答：不太可能。我们可以通过修改引力理论来解释暗能量和暗物质，或者我们可以找到解释它们的新粒子。但这些粒子必须有所不同：暗物质需要聚集在星系内的弱相互作用粒子，而导致暗能量的粒子则需要分布在整个宇宙中。