NASA物理学家提出太阳系内探测"第五种力"方案

美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室的一位物理学家提出了一项探测框架，旨在寻找可能隐匿于太阳系内部的假想第五种自然力——这种力或许正被我们周围的物质所压制。相关研究发表于《物理评论D》期刊，直指宇宙学中最棘手的谜题之一：为何宇宙似乎会因观测位置的不同而遵循不同的规律。

大断层

斯拉瓦·图里舍夫的研究聚焦于科学家所称的"大断层"——宇宙尺度上的观测现象与太阳系之间的巨大鸿沟。在宇宙尺度上，暗能量和修正引力效应清晰可见；而在太阳系中，一切都严格遵循牛顿和爱因斯坦的预言。行星按照预期轨道运行，航天器信号与广义相对论的预测分毫不差，迄今没有任何探测器在太阳附近发现任何异常。

然而，在星系及更大的尺度上，引力规则显然正在被某种力量打破。暗能量被认为约占宇宙总量的68%，是目前最主流的解释，但其本质仍是未解之谜。图里舍夫的论文探讨了"屏蔽机制"——即第五种力能否根据局部环境调整自身行为——是否能够解释这一矛盾。

两种屏蔽模型

该研究探讨了两种主要候选模型。在"变色龙"模型中，第五力在物质密度低的区域会增强，但在密度高的环境中会减弱，因此在太阳等大质量天体附近几乎无法探测到。在太阳周围，它可能仅存在于一层薄薄的外壳中，但理论上仍可在此处测量。

第二种候选模型是瓦因斯坦屏蔽机制，其原理有所不同。第五力本身并不发生变化，而是由周围的引力来抑制其影响。该模型引入了"瓦因斯坦半径"的概念——对于太阳而言，估计约为400光年——在此半径范围内第五力受到抑制，超出此范围后才恢复正常强度。这一距离涵盖了许多邻近恒星，意味着这种抑制效果远超太阳系的范围。

支持新任务的理由

这两种模型都可能在欧洲航天局的欧几里得望远镜和暗能量光谱仪等大型巡天任务所收集的数据中留下微弱印记。但这些项目聚焦于遥远星系，无法探测此类力在近距离的表现。

为了填补这一空白，图里舍夫主张，需要开展专门针对太阳系的任务——并围绕可证伪的预测来构建。研究指出："更为重要的是，研究人员需要一套可证伪的理论，来预测此类任务应当探测到什么。"研发出足以捕捉这些细微效应的仪器尚需时日，但测量技术的持续进步或许终将打开一扇大门，通向图里舍夫论文中所称的对引力与暗能量认知的潜在重塑。