暗物质：是幻象还是现实？

大胆的假设，深远的影响

当暗物质并未出现：奇特星系

粒子暗物质的替代方案之所以引起关注，一个原因是经验性的：一些星系的行为方式让简单的暗晕方案显得捉襟见肘，而另一些星系似乎根本没有暗物质。据报道，诸如 NGC 1052‑DF2 和 DF4 之类的超弥散星系，其恒星运动仅与其可见质量一致，这一令人费解的结果已成为后续观测和建模的主题。这些“离群者”迫使理论家去解释星系暗物质含量中令人惊讶的多样性，并且它们经常被修正引力或其他非粒子解释的拥护者所引用。与此同时，研究 DF2/DF4 的团队强调了细致的距离和运动学工作——这并不是对暗物质的定论式反驳，而是一种任何成功的理论都必须解释的张力。

诸如修正牛顿动力学（MOND）之类的修正引力框架已经能够利用经验加速度标度重现许多星系自转曲线，文献记录了它们的成功与局限。MOND 巧妙地预测了许多盘星系中可见质量与轨道速度之间的紧密联系，但在星系团和一些宇宙学探测系统方面却表现挣扎。这种毁誉参半的记录正是辩论依然存在的原因：单个异常星系不会推翻一种范式，但跨越多个系统的模式确实需要解释。

当暗物质并未终结探寻：搜索与信号

虽然替代方案变得越来越复杂，但对暗物质粒子的经验搜索仍在继续——地下探测器、对撞机实验和太空望远镜都在寻找新物种的迹象。2025 年底，一种不同性质的发展使情况变得复杂：对来自 NASA 的 Fermi 伽马射线太空望远镜 15 年数据的分析报告称，在银河系周围发现了一个在 20 GeV 附近达到峰值的类晕伽马射线过剩。该研究的作者认为，其光谱和形态符合对湮灭的类 WIMP 粒子的预期，如果得到证实，这将是粒子暗物质的第一个直接信号。这一说法措辞谨慎：在其他暗物质丰富的目标（例如矮卫星星系）中进行独立的重新分析和确认将是决定性的。

这一推测性的探测与 Gupta 的解释形成了鲜明对比：如果 Fermi 信号确实来自粒子湮灭，那么暗物质就不仅仅是常数演化的“记账式伪影”。解决这种张力需要严密的交叉检查——更多的 Fermi 数据、不同的分析管道，以及在天体物理背景更简单的区域寻找相同的光谱特征。

替代引力与“后量子”构想

Gupta 并不是唯一提出基础科学激进转变的人。Jonathan Oppenheim 及其合作者开发了一种“经典引力的后量子理论”，将时空视为基础的经典但具有随机性；在该框架中，时空抖动可能会产生额外的有效引力效应，从而模拟出暗组分。此类提议在技术上非常复杂，并已发表在顶级期刊上，但它们仍存争议：它们必须能够重现宇宙微波背景中精确的声学峰、结构的生长、透镜图和星系团动力学，而所有这些目前都被含有暗物质的 ΛCDM 模型很好地描述了。在取代标准图景之前，理论的一致性和详细的观测检验缺一不可。

为什么大多数宇宙学家仍然相信暗物质

星系团碰撞提供了另一个强大且直观的数据。在诸如子弹星团（Bullet Cluster）之类的系统中，引力透镜图显示大部分质量位于无碰撞组分（星系，以及推测的暗物质）所在的位置，与包含大部分重子的发射 X 射线的等离子体相偏移。这种空间分离被广泛解释为大部分质量是不可见且无碰撞的直接经验证据——这自然契合粒子暗物质理论，也是修正引力学说历史上的一大挑战。虽然已经有替代方案被提出来解释这种偏移，但它们通常需要额外的不可见组分或具有同等复杂性的新物理学。

科学如何对深层替代方案做出裁决

如果暗物质真的是一种错觉会怎样？

思考这种假设有助于阐明这场辩论的重要性。如果暗物质不作为粒子实体存在，那么宇宙学将需要深刻的重新解释：结构形成、星系组装，以及对透镜和 CMB 各向异性的解释，都需要在一个新的动力学框架内重新构建。这将是一项非凡的理论工程，同时也是一个机遇——它将重新定向粒子搜索，并重新界定数十年的天体物理推论。反之，如果粒子信号得到确认（例如来自 Fermi 或地面探测器），则将证实暗物质假设，并使理论工作的重心转向识别其背后的粒子物理学。

现状——以及接下来的关注点

过去两年加剧了不同愿景之间的竞争：现在已经存在精密细致的替代模型，声称可以让暗组分变得多余；同时，也出现了尖锐的新天体物理信号，可能被解读为粒子暗物质的第一个直接迹象。因此，该领域是健康的：作出可验证预测的竞争性假设正在发表，科学界正在调动观测和重新分析来进行检验。请关注对 Fermi 晕结果的独立重新分析、对 α-物质框架的严密透镜测试、进一步结合 DESI 和 Planck 的宇宙学拟合，以及下一代直接探测实验的实验室限制——所有这些都将左右证据的平衡。

回到网络搜索中经常出现的“大家也在问”的问题：暗物质是真的存在，还是一种错觉？诚实的回答是：独立的宇宙学和天体物理证据的权重仍然支持不可见的无碰撞物质，但由于新的提议和新数据提出了具体的挑战，这一立场不再是不可逾越的。支持暗物质的证据包括 CMB、BAO、结构形成和星系团透镜；挑战它的证据范围从某些星系尺度的规律性（MOND 类定律在此成功）到重新定义引力或常数的挑衅性理论框架。修正引力理论可以模拟归因于暗物质的部分信号，但目前还不能模拟全部，这就是为什么主流观点仍保持谨慎。如果暗物质真的不存在，宇宙将在深层运作方式上表现得截然不同——但就目前而言，这仍然是一个处于活跃检验中的、鲜活且激进的假设。

来源

• Galaxies（Rajendra P. Gupta 关于协变耦合常数和 α-物质的论文）。
• Journal of Cosmology and Astroparticle Physics（Tomonori Totani；20 GeV 类晕伽马射线过剩）。
• Physical Review X（Jonathan Oppenheim；经典引力的后量子理论）。
• Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) 合作组 / 劳伦斯伯克利国家实验室（DESI 数据发布与分析）。
• Planck 合作组（2018 年宇宙学参数结果）。
• Nature（van Dokkum 等人；关于 NGC 1052-DF2、DF4 及相关超弥散星系的研究）。
• Living Reviews in Relativity（Benoît Famaey & Stacy McGaugh：MOND 综述）。