金牛座有一個擁有300多顆恒星的星團——「畢宿星團(或稱畢星團,Hyades)」。最近一些科學家在《英國皇家天文學會月刊》上刊文稱,這個距地球最近的疏散星團身上存在一個怪異的現象,似乎表明它在一種程度上沒有遵守萬有引力定律。這一驚世駭俗的發現如被證實,可能會顛覆人類對宇宙的認知。
畢宿星團及位于其前后方的兩條潮汐尾。ESA / Gaia / DPAC
畢宿星團的異常,表現在它的兩條「潮汐尾」上。疏散星團會在其運動的前后兩個方向上產生兩條潮汐尾,一部分恒星位于星團運動方向的前方,另一部分位于后方。觀測結果發現,畢宿星團前方潮汐尾包含的恒星數量要比后方潮汐尾恒星數量多得多。而根據牛頓的引力理論,這兩條潮汐尾內的恒星數量總體上應該是一致的。
研究人員表示這種異常的分布特點非常顯著,但又沒有極端到與暗物質有關。它可能會顛覆人們在暗物質理論和牛頓引力理論基礎上對星系所做的一切研究。
現代天體物理學中的最大謎團之一,是星系團中的星系,以及星系中的恒星運動速度過快,無法用經典引力理論加以解釋。按照它們的實際運動速度,星系團早該分崩離析了。由此人們引入了一個模糊的概念「暗物質」來加以解釋,認為是暗物質產生的額外引力維持著天體結構的穩定。
但也有一些科學家認為,在牛頓萬有引力定律和愛因斯坦的廣義相對論誕生的年代,天文學家對宇宙的觀測技術十分有限,人們甚至還不知道有星系存在。因此這些理論中可能會存在難以克服的缺陷。于是許多人致力于在經典引力理論的基礎上進行修正,發展新的動力學說,以求自洽地解釋人們后來在[大尺度]宇宙中觀察到的種種反常現象。
這些學說的一大特點是否認暗物質的存在,也存在許多不可克服的問題,因此不受主流天文學界的重視。
這一次天文學家對包括距離地球約143光年的畢宿星團在內的五個距地球最近的疏散星團進行了研究,結果顯示,這些星團潮汐尾中的大部分恒星都聚集在它們的前方潮汐尾中,而尤以畢宿星團最顯著。
研究人員表示,如果要用暗物質理論來解釋這種怪異現象,畢宿星團中的暗物質含量會高得離譜,大約會相當于1000萬個太陽。這顯然不太可能。
研究人員傾向于用基于經典引力理論進行修正而發展出來的「米格羅米安動力學(Milgromian dynamics,縮寫為MOND)」來解釋這種異常。但是米格羅米安動力學是一種非主流的學說。因此這一發現勢必引起爭議。