如果不是暗物質產生了宇宙的異常引力，而是光子呢？

幾十年來，天文學家一直在尋找神秘的暗物質。雖然暗物質被認為是普通物質的五倍之多，但現在的儀器仍然無法探測到這種神秘的物質。但最近，天體物理學家提出一種新的可能性：如果不是暗物質在影響星系的自轉呢？如果是光的質量呢？

在1980年，天文學家維拉·魯賓（Vera Rubin）發現了一種奇怪的現象，恆星繞星系中心的公轉速度應該會隨著與中心距離的增加而減慢，這被稱為開普勒遞減，或旋轉曲線遞減，在諸如太陽系這樣的行星系統中可以很明確地觀測到。然而，星系邊緣的恆星公轉速度其實非常快，與其他靠里的恆星相差不大，星系的自轉曲線與理論上有很大的偏差。

因此，星系的實際引力比觀測到的物質所產生的引力要高，不然星系的結構就會崩潰，邊緣的恆星會脫離星系進入星系際空間。於是，天體物理學家提出星系中可能存在著大量的暗物質，它們產生的巨大引力維持了星繫結構的完整。

不過，暗物質無法產生電磁作用，所以它們無法通過電磁波觀測手段直接探測到。如果沒有其他可能，這意味著肯定有什麼東西在那裡製造額外的引力。

根據《天體物理學雜誌》（The Astrophysical Journal）最近刊載的一項研究，來自美因茨大學、勞倫斯利物莫國家實驗室的物理學家團隊提出了另一種解釋，他們認為導致星系旋轉曲線出現異常變化的不是暗物質，而是光子。至少在一定程度上，光子是異常星系旋轉曲線的來源之一，它們產生的效應不是引力，但卻表現得非常像引力。

如果假設一定的光子質量（光子無靜止質量，但有運動質量），遠小於當前的上限，物理學家可以證明，這種光子質量足以在星系中產生額外的力，而這些力大致足夠大，完全可以解釋異常的星系旋轉曲線。物理學家把這種效應描述成一種「負壓」，由與光子質量有關的電磁應力引起。

基於麥克斯韋-普羅卡電動力學，這些電磁應力可以產生額外的向心力，主要作用於星際氣體。研究團隊稱這種壓力為普羅卡應力，其作用很像重力。

不過，這一假說還存在一些問題。

一方面，從氣體雲中誕生的短命大質量恆將會與氣體雲強烈耦合，作用於氣體雲的普羅卡應力也會間接作用於這些恆星。然後，長壽命的中低質量恆星會產生一個問題。太陽每隔大約2.3億年就會繞著銀河系中心旋轉一周，而它已經存在了46億年，所以它已經完成了大約20次公轉。根據團隊的計算，在普羅卡應力的作用下，像太陽這樣的中低質量恆星會有一個偏心率很高的橢圓軌道。

然而，事實並非如此。因此，這個模型需要進一步改進才能符合我們實際所觀測到的宇宙現象。但不管怎樣，由光子產生的負壓確實會造成一定的作用。只是在現階段，暗物質仍然是解釋異常星系旋轉曲線的最好假說。

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