天文学家已经知道，宇宙中的各个星系的行为都很恶劣。有些转得太快了，而有些只是太热了，还有一些太快进入了超级结构。

但他们不知道为什么。也许某种新的隐藏粒子，比如暗物质，可以解释这种奇怪现象。也可能是重力以一种科学家没有预料到的方式作用于这些恒星聚集的星团。

几十年来，天文学家一直在争论这种可能性。虽然大多数天文学家相信暗物质的存在，但仍有一些人认为我们需要修改引力理论。然而，新的研究发现了修正后的引力理论的一个关键缺陷:它们允许效应毫无原因地发生，并且让信息以比光速更快的速度传播。这对改良重力很不利。

首席研究员、塔夫茨大学天体物理学家马克·赫茨伯格告诉趣味科学网站说:“这可能会在相当大程度上改变这个研究领域，迫使它转向新的方向。”

冷，但不要太冷

宇宙中发生了一些有趣的事情。例如，根据科学家的预测——根据星系的质量——恒星围绕星系中心的轨道运行得太快;星系团内部气体的温度太热了;大型结构过早地出现在我们的宇宙中。

在银河系和宇宙的尺度上，要么是天文学家对引力的理解完全错误，要么是我们的宇宙中有一种施加引力的新成分，但在其他方面是看不见的。后一种观点被称为冷暗物质(CDM)，这是对一种假想的物质形式的命名，这种物质目前还不为物理学所知。“冷”指的是无论什么外来粒子可能对暗物质负责，它移动相对缓慢，与其他潜在的暗物质候选者相比，比如中微子——热暗物质候选者的一个例子。

“如果一个人放弃了因果关系和局部性原则，那么这意味着我们基本上无法解释粒子物理和广义相对论的标准模型的结构。”

马克·赫茨伯格，塔夫茨大学

通过用一种光看不见的物质填充星系，CDM假说成功地解释了星系和更大宇宙的大部分观测结果。这是迄今为止最普遍接受的关于宇宙行为的解释。

但是CDM假说并不完美。不管它是什么，它位于粒子物理的标准模型之外，这意味着我们不知道它是什么。此外，它也难以解释所谓的重子徒利-费希尔关系。观察到的关系表明，星系中正常物质(即重子物质)的总质量与旋转速度的四次方成正比。但是CDM模型预测这种关系应该是三次方，预测星系在一定质量范围内的自转速度要比它们实际的自转速度慢。

还能发生什么?

兜售勒蒙德

CDM的另一种观点是对引力的修正理解。最简单的模型属于MOND，即修正牛顿动力学。这些模型用其他与观测到的星系内恒星自转速率相匹配的关系取代了牛顿物理学(力=质量x加速度)。虽然这些模型在20世纪70年代和80年代暗物质首次被发现时很流行，但它们未能解释对星系团和更大宇宙的观测;因此，大多数科学家几乎都拒绝这些模型。

但是CDM在解释星系内部动力学方面的不足为MOND的生存提供了一个契机。然而，如果一个“MONDian”理论想要在银河舞台上竞争，它必须与我们的其他物理理论兼容，如狭义相对论和量子力学。这正是赫茨伯格和他的团队着手要做的。他们的研究结果已于5月发表在预印本数据库arXiv上，因此该研究尚未经过同行评审。

“(在相对论和量子力学的框架内)获得新东西的唯一可能性是增加新的自由度，”赫茨伯格告诉Live Science。换句话说，为了让MONDian的理论与已知的物理相结合，你必须在理论中加入一大堆时髦的东西。在检查这些古怪的东西时，Hertzerg和合作者发现“这些尝试中潜藏着一些理论问题。”

本地和因果

例如，赫茨伯格和他的合作者检验了蒙迪安理论是否保护了两个原则:局部性和因果性。“局部性”指的是物体只受到周围环境的直接影响——为了让一个物体影响另一个物体，它必须通过一种类似于以有限速度传播的力的东西来传递这种影响。因果关系是一个简单的概念，即所有事件都有一个原因。

如果一个理论违反了局部性和/或因果关系，它就不可能符合我们的物理理论，而我们的物理理论确实保护了这两个原则

“如果一个人放弃因果性和局部性的原则,那么它意味着我们本质上是无法解释的粒子物理学的标准模型的结构和广义相对论,因为它们的一些核心原则去构建这些理论首先,“Hertzberg说。“换句话说，如果因果关系在自然界中被严重破坏，我们可能已经在实验室或太空重力测试中对粒子物理学的各种修正中看到了它。”

换句话说，我们现在应该注意到了。

既然所有现有的证据都表明局部性和因果关系是保留的(至少在宏观尺度上)，那么它们应该被任何新的物理学理论所遵守。这组物理学家对MONDian的理论进行了测试，发现它们包含了允许非定域性和因果性的特征。换句话说，如果蒙迪安的理论是正确的，那么事件就有可能无原因地发生，结果瞬间传播，这违反了宇宙中的光速极限。

“既然我们发现现有的关于全新暗物质和类mond理论的提议有某种形式的因果关系，那么这表明它们可能没有嵌入到基础物理学中，198彩总代在公司开大会的时候手拿最新款iphonex登陆198彩手机app玩瑞士分分彩，同事们都很羡慕问他哪里买的新手机，彩票技巧方案他说是198彩票平台送的，此后不久他周围的同时都在198彩票注册游戏，个个都期待获得一部iphonex.，至少以它们目前的形式，”赫茨伯格说。

在银河系的尺度上，198彩除了有时时彩，分分彩，11选5时时彩定位胆技巧，江苏快三，还有新上线的瑞士分分彩，只有你想的到的我们都有。，局部性和因果关系确实有可能被违背，198彩票平台开了几年，198彩带玩团队如何登陆，但这很难与我们所知道的其他所有物理学知识相一致。

至于蒙迪安理论的未来，赫茨伯格推测，“它促使人们试图构建一些类似的模型，以某种方式保持因果关系，但这看起来很难实现。”在我们的论文中，我们证明了这些模型的广义形式不符合上述一致性检验。

尽管如此，“冷暗物质”范式仍难以解释星系物理学的细节。但这可能有更平凡的原因，而不是颠覆所有已知的物理。模拟星系是如何形成和演化的，即使只是解释所有正常物质起作用的混乱过程，也是非常困难的。也许，对星系更复杂的理解将为观察到的Tully-Fisher关系提供一个解释。

到目前为止，清洁发展机制是最好的解释。

“CDM的伟大之处在于，它在理论上有坚实的基础，并通过了上述所有理论一致性测试，即使它不是粒子物理标准模型的一部分，”赫茨伯格说。“我之所以说这是基于坚实的基础，是因为目前还没有已知的理论理由来解释为什么宇宙中不应该有一些稳定的、中性的粒子，它们与我们不太相关。因此，CDM作为目前的主导理念得到了加强。”