对射电星系的一项新分析表明，我们太阳系的移动速度比理论允许的快3.7倍。这一意外的偶极信号对宇宙的均匀性及我们在其中的位置提出了深刻质疑。
我们太阳系在宇宙中移动的速度有多快、方向如何？这个看似简单的问题是对我们宇宙学理解的关键检验之一。由比勒费尔德大学天体物理学家卢卡斯·伯姆（Lukas Böhme）领导的研究团队现已发现了新的答案，这些答案对既定的宇宙学标准模型构成了挑战。该研究成果刚刚发表在学术期刊《物理评论快报》上。
“我们的分析表明，太阳系的移动速度比当前模型预测的快三倍多，”首席作者卢卡斯·伯姆表示，“这一结果明显违背了基于标准宇宙学的预期，迫使我们重新考虑先前的假设。”
重新审视天空中的射电星系
为了确定太阳系的运动，研究团队分析了所谓射电星系的分布。这些遥远的星系会发射特别强烈的无线电波，这是一种波长非常长的电磁辐射，类似于用于无线电信号的波。由于无线电波能够穿透遮蔽可见光的尘埃和气体，射电望远镜可以观测到光学仪器无法看到的星系。
随着太阳系在宇宙中移动，这种运动会产生一种微妙的“逆风”：在行进方向上出现的射电星系会略多一些。这种差异极其微小，只能通过极其灵敏的测量才能探测到。
研究人员利用来自LOFAR（低频阵列）望远镜——一个遍布欧洲的射电望远镜网络——的数据，并结合了另外两个射电天文台的数据，首次能够对此类射电星系进行特别精确的计数。他们应用了一种新的统计方法，该方法考虑到了许多射电星系由多个组成部分构成的事实。这种改进的分析得出了更大但也更现实的测量不确定性。
尽管如此，来自所有三个射电望远镜的数据组合揭示了一个超过五西格玛的偏差，这是一个统计学上非常强的信号，在科学上被视为显著结果的有力证据。
宇宙学后果
测量显示，射电星系分布中存在一种各向异性（“偶极”），其强度是宇宙标准模型预测值的3.7倍。该模型描述了自大爆炸以来宇宙的起源和演化，并假设物质在很大程度上是均匀分布的。
“如果我们的太阳系确实移动得如此之快，我们需要质疑关于宇宙大尺度结构的基本假设，”比勒费尔德大学的宇宙学家、该研究的合著者多米尼克·J·施瓦茨（Dominik J. Schwarz）教授解释道。“或者，射电星系本身的分布可能比我们过去认为的更不均匀。无论哪种情况，我们当前的模型都正在经受考验。”
这些新结果证实了早期的观测。此前，研究人员研究了类星体——遥远星系的极其明亮的中心，那里的超大质量黑洞吞噬物质并释放出巨大的能量。同样的异常效应也出现在这些红外数据中，表明这并非测量误差，而是宇宙的一个真实特征。
这项研究突显了新的观测方法如何能够从根本上重塑我们对宇宙的理解，以及宇宙中仍有多少奥秘有待发现。
