2013年，欧航局普朗克卫星使命的科学家发布了迄今最精确的“宇宙常数”数据，当时的一些科学家产生“大功告成”的想法，发表了“标准宇宙模型的大厦已经建成，剩下来的是一些修修补补的工作”之类的言论，人们可以解读为标准模型的框架已经形成，剩下来的事情就是使用更为精确的卫星测量手段，不断调整“宇宙常数”的数据，这些“常数”实际上是变数，它们随宇宙年龄的不同而变化，比如：10亿年前的“宇宙常数”与10亿年后的相比出现明显的变化。普朗克卫星和其它卫星对背景辐射温度的测量和“宇宙常数”的计算没有本质的不同，只有精度的差别。可以用标准宇宙学模型来解释普朗克卫星和其它卫星的测量结果。但是，在精确绘制的宇宙背景辐射的早期图谱中存在一个“大斑点”和一条所谓的“邪恶轴心”，整个宇宙背景辐射基本上是均匀、各向同性的，但是在“大斑点”和“邪恶轴心”曲线的上下两侧，背景辐射不均匀，似乎寓意了某种未知宇宙大事件的发生，比如：有的物理学家认为我们的早期宇宙和其它宇宙发生过碰撞，或者由于“异族入侵”留下了“大斑点”。标准宇宙模型不能解释“大斑点”和在“邪恶轴心”曲线两端发生的物理事件。也许在宇宙产生和演变的过程中存在很多我们不知道的事件，但是，标准模型对宇宙的产生和演变已经解释得很好，比如：哲学家“津津乐道”的“我”是谁？从哪里来？到那里去？的问题基本可以从标准模型中得到解释，不需要从思辨和“神择原理”中寻求答案。

标准宇宙学模型的基础是广义相对论，100多年来，广义相对论得到了一次次“史上最严”的检验，地球上的物理实验室不能创造最强的引力场，只能在最强引力场的天体系统中寻找检验广义相对论的机会。标准宇宙学模型指向了一个膨胀的宇宙，哈勃在1929年发现了宇宙的膨胀，从天文观测上证实了标准模型的正确性，但是，在广义相对论和宇宙膨胀观测的基础上发展起来的标准模型存在许多争议，不同的物理学家对标准模型的理论基础和许多具体的宇宙学问题有不同的看法，比如：宇宙早期的暴涨怎样发生？发生了几次？发生的时间起点和时间终点？暴涨之后的宇宙达到了怎样的尺度？甚至有一些物理学家认为宇宙的膨胀只是地球观测者的“幻觉”，在另一种观测的参考系下，我们看到的可能是一种静态的宇宙。又比如：标准宇宙学模型引进了暗物质和暗能量概念，或者说暗物质和暗能量支撑了标准宇宙学模型的大厦，但是，我们至今不知道它们的起源和本质是什么？原来的标准模型认为'在星系引力的作用下，宇宙的膨胀应当是减速的，1998年发现了宇宙的加速膨胀后，需要对原先的标准模型进行大的调整，引进暗能量的概念。现在看来，在标准宇宙学模型中最不能确定的两大因素是暗物质和暗能量，最能确定的因素是广义相对论的理论基础和早期背景辐射的发现对宇宙大膨胀的证实。

宇宙学标准模型自诞生以来遇到这样和那样的危机，在克服危机的过程中变得更加成熟和完美，现在，这一解释宇宙起源和演变的标准理论正在遭遇最大的一次危机。比如：2016年4月，约翰·霍普金斯大学的物理学家亚当·里斯带领的科学团队发现宇宙膨胀的速度要比此前的估计超出8%左右。2016年10月，牛津大学物理学家苏比尔·萨尔卡尔教授率领的天文团队发现宇宙处于恒定的膨胀速度，并未在暗能量的作用下加速膨胀。如果里斯团队测定的宇宙膨胀速率是正确的话，那么暗能量的作用力比过去的估计更强；如果萨尔卡尔团队测定的值是正确的话，那么暗能量的作用力比过去的估计更弱，甚至可以取消暗能量概念，用其它自然力来解释宇宙的均匀膨胀。又比如：2016年10月，诺丁汉大学天体物理学家克里斯托弗·孔塞利切带领的天文团队使用了哈勃太空望远镜提供的新数据，通过计算发现宇宙至少有2万亿个星系。以前科学家们估计只有1000到2000亿个星系，新的星系数据比以前认知的数量多出十倍多。估计宇宙星系的数量是天文学家的一项基本使命，上世纪90年代以来，天文学家通过分析哈勃太空望远镜的观测图片，估算出宇宙中有1000到2000亿个星系。天文学家根据最新的数据推算，宇宙中至少有90%的星系逃离了天文学家的视线，因为它们非常小、距离遥远，仅能发出黯淡的光线。

一直以来，天文学家根据哈勃深空场的图像来估计星系的数量，然而，哈勃深空场能够覆盖的空域和浩瀚的宇宙相比实在很小，使得天文学家之前对宇宙星系数量的估算大大偏低。孔塞利切的天文团队发现，宇宙中的星系数量大约是现在能够观测到的10倍左右，其中多数星系质量很小，跟银河系的卫星星系质量差不多。今日宇宙的绝大多数星系由于太暗淡、太遥远而无法被现在的望远镜发现，其中的许多暗淡星系会随着时间的推移而合并成类似我们今天看到的大型星系。孔塞利切的天文团队也观测了宇宙诞生后10亿年的早期星系，它们簇拥在一起，紧密程度约为今日宇宙星系的10倍多，随着时间的流逝，这些星系慢慢分开，可能被更大的星系吞噬。孔塞利切天文团队的发现对宇宙学标准模型会产生怎样的影响？能够引起一场标标准模型理论的危机吗？现在不能给出确切的答案。但是，即使更多星系物质的发现不能完全取代暗物质，也能部分地取代暗物质的数量。星系的数量扩大了10倍不等于星系的总质量扩大了10倍，如果星系的总质量扩大了10倍，考虑到暗物质的数量相当于可见物质的5到6倍，那么90%的我们没能看见的昏暗物质完全可以取代“暗物质”，失去神秘“暗物质”的宇宙学标准模型又会回到原先的状态。

比孔塞利切的天文团队发现遥远的昏暗星系更早一些，2016年8月，耶鲁大学和多伦多大学的联合天文团队声称，他们发现了一个暗物质星系，该星系物质的99.99%是神秘、未知的暗物质。名叫“蜻蜓44”的暗星系距离地球大约3亿光年，“蜻蜓44”的质量和银河系相当，但能量仅有银河系的1%，该星系内的物质如此发散、稀薄，可能被撕成碎片，无法聚在一起。“蜻蜓44”也许是众多暗物质星系中的一个，它的暗物质占比高达99.99%，即使在中心地带的可见区域，暗物质的占比例仍有98%。他们相信如果有类似的、更加接近地球的暗物质星系，也许能直接地观测暗物质。耶鲁大学和多伦多大学联合天文团队的发现应该符合现代标准模型的解释，即：暗物质的数量相当于可见物质的5到6倍。但是，如何证实他们发现的“蜻蜓44”不是孔塞利切天文团队在2016年的10月发现的“昏暗星系”？对于宇宙学标准模型而言，如果证实了银河系附近和遥远的昏暗星系是一种真实的暗物质星系，那么不至于对标准模型的框架进行调整，标准模型的大厦依然稳定；反之，如果证实了这些昏暗星系只是一种普通物质构成的星系，那么需要对标准模型的框架进行大的调整，恢复到旧有的理论体系中，尽管如此，广义相对论和大爆炸宇宙说依然稳固。

本作者将约翰·霍普金斯大学的物理学家亚当·里斯带领的科学团队、牛津大学物理学家苏比尔·萨尔卡尔教授率领的天文团队、诺丁汉大学孔塞利切领导的天文团队，耶鲁大学和多伦多大学的联合天文团队在2016年取得的研究成果和2013年欧航局普朗克卫星科学团队发布了“宇宙常数”进行了一番比较，发现了诸多不一致的地方。按照里斯团队的观测成果，暗能量不仅存在，而且暗能量在宇宙中所占的比例应该更大，至少高于普朗克卫星科学团队的精确计算；按照萨尔卡尔天文团队的观测成果，暗能量可能不存在，即使存在，暗能量在宇宙中所占的比例应该更小，至少低于普朗克卫星科学团队的最新计算；按照孔塞利切天文团队的观测成果，宇宙中的昏暗物质比已知的可见物质高出了10倍，可以说明宇宙中的可见物质比普朗克卫星科学团队计算的比例高出了很多；按照耶鲁大学和多伦多大学的联合天文团队的观测成果，宇宙中存在大量的像“蜻蜓44”一类的暗物质星系，就像普朗克卫星科学团队发布的最新成果显示的那种比例。2016年在天文观测领域取得的重要成果足以引起一场宇宙学标准模型的危机吗？或者说这些非常不同的观测成果只会引起一场天文观测方式的危机？未来的天文观测可能出现以下的结果：或者否定、或者增大和减少暗物质；或者否定、或者增大和减少暗能量的作用。欧航局普朗克卫星科学团队对2016年天文观测的成果没有给出回应，也许是因为他们的观测和计算和这些天文团队采用的方法有很大的不同。

（邓如山2016-12-2&160;邮箱：[email protected]&160;）

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