我们几十年来一直在寻找，然而我们的仪器仍然无法检测到这种神秘的东西。现在，天体物理学家探索了一种有趣的可能性：如果影响银河系旋转的不是暗物质呢？如果它是光的质量呢？
在 1980 年的一篇论文中，美国天文学家维拉·鲁宾 (Vera Rubin)相当决定性地证明星系有一件非常奇怪的事情：它们的边缘旋转速度比应有的速度快得多。
当我们离开银心时，盘中恒星和气体的轨道运动理论上应该减慢，速度的降低与距中心的距离成正比。
这就是所谓的开普勒衰落，或递减的自转曲线，在像我们太阳系这样的行星系统中可以很清楚地观察到它。但大多数星系实际上并没有这样做。
相反，它们的旋转曲线要么保持平坦，要么实际上增加。根据我们可以观察到的物质的引力效应，这些外层恒星的轨道运行速度比应有的速度要快得多。
于是天体物理学家假设暗物质。我们不知道它是什么，也无法直接检测到它。但除非我们目前对物理宇宙（以及所有我们收集的数据在现象是错误的），那里肯定有什么东西产生了额外的重力。
但根据一组研究人员的说法，这种东西可能不是暗物质——具体来说，是最近从加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室退休的等离子体物理学家德米特里·鲁托夫(Dmitri Ryutov)，以及德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学的德米特里·巴德克(Dmitry Budker)和维克多·弗兰鲍姆(Victor Flaambaum)。 。
在一篇新论文中，他们提出了一个论点，即光粒子（光子）至少部分是这种现象的根源——造成的效应不是重力，但行为却与重力非常相似。
“我们正在研究的假设效应不是重力增加的结果，”巴德克说。
“通过假设一定的光子质量，远小于当前的上限，我们可以证明这个质量足以在星系中产生额外的力，并且这些力大致足以解释旋转曲线。这个结论是非常令人兴奋。”
他们描述的效应是一种由与光子质量相关的电磁应力引起的“负压”。
当置于称为麦克斯韦-普罗卡电动力学的数学系统中时，这些电磁应力可以产生额外的向心力，主要作用于星际气体。研究小组将此称为普罗卡应力，它的作用很像重力。
所以，是的，目前这一切都纯粹是假设。而且它并不完美。
一方面，从气体中诞生的短命恒星（并在完成一个轨道之前迅速返回气体）将与气体强烈耦合；作用在气体上的普罗卡应力也会间接作用在这些恒星上。
但寿命较长的恒星会带来一个问题。例如，太阳大约有 46 亿年的历史，每绕银河系中心运行一次2.3亿年，所以它在环岛转了几个弯。根据该团队的计算，它在普罗卡应力下应该有一个高椭圆轨道。
但事实并非如此。因此，该理论需要做一些工作才能与我们对宇宙的实际观察相兼容。目前，暗物质仍然是王者。但寻找其他解释也没有坏处，而且可能有很多好处。
“我们目前不认为光子质量是旋转曲线问题的解决方案。但它可能是解决方案的一部分，”巴德克说。
“然而，只要我们实际上不知道暗物质是什么，我们就需要保持开放的态度。”
该研究发表于天体物理学杂志。
