64亿公里外的太空，出现远超人类想象的景象，宇宙论或被改写？

在一个逐渐迈向岁末的黑暗年份里，人们大概想不到会听到这样一条消息——宇宙比预期要亮一些。然而，这正是一群天文学家借助曾造访冥王星的"新视野号"探测器上的相机，测量行星际空间黑暗程度之后得出的结论。

位于美国亚利桑那州图森市的国家光学红外天文研究实验室的托德·劳厄表示，外面存在某种未知的东西，宇宙并非完全黑暗，而人类至今仍未完全弄清它究竟由什么构成。

随着当今世界航空技术的突飞猛进，人类拥有了探索更远太空的手段，而星际探测器作为其中最顶尖的方式，成为许多国家伸向外太阳系的关键力量。

由美国独立研发的"新视野号"就是其中的代表，它先是完成了对冥王星的历史性造访，随后又飞越了此前被称为"终极远境"、如今更名为"阿罗科斯"的天体，那是位于太阳系边缘柯伊伯带中数不清的"宇宙冰山"之一，探测器至今仍在继续前行。

到了2019年年初，它已经飞离主要行星区域，向着更空旷的边缘地带挺进，距离地球最远时达到约64亿公里的量级。

劳厄和同事们发现，在距离太阳约四十亿英里、远离明亮行星以及被行星际尘埃散射的光芒的地方，本应几乎空无一物的太空，其亮度大约是理论预期的两倍。

他表示，最有可能的解释是，背景光中存在着比现有模型所显示的更多的极暗星系或星团，甚至可能是某些原本毫不起眼的星系中心的黑洞正在向虚空之中泵送额外的能量。

劳厄在一封电子邮件中还提到了一种相对乏味的可能性：研究团队自身出了纰漏，遗漏了某个光源，或没有识别出相机的伪像，而这正是他最为担心的一点。一种更加引人遐想但也更具推测性质的解释，涉及可以被称为"冷暗物质"的东西。

人们通常认为，宇宙中充满了暗物质，其确切成分尚不可知，但其引力塑造了可见的宇宙。有理论认为，这类物质可能是由奇异亚原子粒子构成的云团，它们会发生放射性衰变，或彼此碰撞而湮灭，在能量的闪光中为宇宙整体的辉光贡献一份力量。

不过，劳厄与同事更倾向于把这类猜想留给粒子物理学家。他在邮件中表示，自己的研究工作只关心测量流量本身这个数值，作为观测者，他们把这个结果呈上，交给能够对它加以运用的人。

值得一提的是，正是在探测器进入更遥远太空区域之后，科学家们马不停蹄地进行数据的收集和验证，而随着研究的深入，"暗物质"这一宇宙中神秘的存在再一次重新进入大众视线。

人们过去只在星系旋转曲线、引力透镜这样的间接线索里感受到它的存在，如今却有可能在最纯粹的天空背景光中捕捉到它留下的蛛丝马迹，这本身就足以让整个学界为之心跳加速。

论文于当年十一月在网上发表，作者之一、巴尔的摩空间望远镜科学研究所的天文学家马克·波斯特曼指出，进行这样的测量非常重要，可以借此估算宇宙的总能量含量，从而帮助人们了解恒星形成的整体宇宙史。

就数值而言，他们测得的额外光量约为每平方米每球面度十纳瓦，球面度是对天空立体角的一种量度。劳厄将这一测量结果比作天狼星发出的光，或是一英里外一台敞开的冰箱所提供的光。

为了让描述更贴近他们的实际观测，他在邮件中打了个比方：想象一个漆黑无月的夜晚，一个人拉开窗帘躺在床上，也许醒着，正凝视着墙壁。当天狼星越过山头，或邻居去翻冰箱的那一瞬间，那一点点微光，就是他们要从太空深处捕捉的对象。

劳厄的测量是基于"新视野号"上一台名为"远程侦察成像仪"的相机所拍摄的七幅图像，拍摄时探测器距离地球约四十亿英里。

在如此遥远的位置上，它已经远离了行星和行星际尘埃所形成的干扰性辉光。

波斯特曼表示，即便再往外飞行十倍那么远，也不会得到更加纯净的黑暗背景。劳厄写道，当拥有一台位于太阳系边缘"新视野号"上的望远镜时，人们可以提出这样一个问题——太空究竟能有多黑，然后利用相机去测量天空本身的辉光。

在这一具体案例中，图像的拍摄对象本是遥远的柯伊伯带天体。研究团队把这些天体以及任何恒星的光线一一减去，剩下的便是纯粹的天空背景。

波斯特曼介绍说，这台相机是一台白光成像设备，能够接收横跨可见光、部分紫外和红外波段的宽光谱光线。测得天空背景的光强之后，他们还需借助数学模型来估算在常规探测极限以下潜藏着多少暗弱星系。

当把这部分光量从测量结果中扣除之后，仍剩余等量的、来源不明的光。波斯特曼形容说，这就好比清点地球上的全部人口，却漏掉了整个亚洲。

劳厄则表示，这是迄今为止对宇宙背景光最精确的一次测量。这项研究是在罗切斯特理工学院的迈克尔·泽姆科夫此前工作的基础上进行的。

泽姆科夫当时可供分析的图像较少，仅有四张十秒曝光的图像，而劳厄团队则拥有一百九十五张三十秒曝光的图像。泽姆科夫和同事们推导出的上限约为每平方米每球面度十九纳瓦，与劳厄的结果处于同一量级。

泽姆科夫在邮件中表示，这类测量实际上是在推动人类对仪器本身以及来自地球与遥远宇宙之间所有物质的光亮的理解，人们提出过各种各样可能的光源，但究竟是什么造成的，目前尚无定论——而那些看不见的东西，或许会改变人类对宇宙的既有认识。

不过，位于伊利诺伊州巴达维亚的费米国家加速器实验室的物理学家丹·胡珀，则给"暗物质是罪魁祸首"这一设想泼了冷水。

他在邮件中表示，自己和同事们经过一番头脑风暴，除了几种极为繁复且缺乏吸引力的方案之外，并未能想出任何新的物理机制来解释这份多出来的光亮。

换句话说，若真要把这份意料之外的辉光归到暗物质头上，现有的粒子物理框架并不能提供一条自然而然的通路，人们不得不去构造出许多看起来相当勉强的假设。

于是，一个尴尬又迷人的局面出现了：一边是极其精细的测量结果，把宇宙背景光的亮度锁定在预期的两倍上下；另一边是几种可以解释它的方案——更多的暗弱星系、更活跃的星系中心黑洞、以某种方式发光的冷暗物质，或者干脆是团队自己没识破的仪器伪像——却没有哪一种能被斩钉截铁地判定为真凶。

这份"缺席的答案"，恰恰是这项工作最引人入胜的地方。

从64亿公里之外送回的这一份数据，之所以让研究者们如此在意，是因为它触及了一个最朴素的追问：宇宙里究竟有多少东西是我们数漏了的？

如果那"多出来的一半光"最终被归入未曾编入目录的暗弱星系，人类就得重新描绘星系演化史；如果它指向星系中心的隐匿黑洞，那么关于能量注入宇宙的图景也要被修订。

而一旦它真的与暗物质相关，那么关于宇宙组成的整套框架，都可能被迫从头审视——所谓"宇宙论或被改写"，并非危言耸听，而是这类精细测量背后最实在的分量。