2013年1月英國的天文學(xué)家宣布他們發(fā)現(xiàn)了宇宙中縱深達40億光年的星體結(jié)構(gòu)，這是由73個古老類星體或星系共同組成的目前最大的星體結(jié)構(gòu)——“大型類星體群組（簡稱LQG）。
英國中央蘭開夏大學(xué)耶利米亞·霍羅克斯研究所的羅杰·克洛斯博士認為：“這一發(fā)現(xiàn)令人非常興奮，因為它顛覆了我們之前對于宇宙的認識。如今看來，宇宙中的星系并不像我們所想象的那樣是均勻分布的。普通星系的長度在600萬到1000萬光年之間，但一個典型的LQG的長度約為16億光年，而這些星體結(jié)構(gòu)在被拉長后的長度能達到40億光年。即便以光速行進，也需要40億年才能穿越這個類星體群組，宇宙中存在如此大規(guī)模的星體結(jié)構(gòu)有可能將會對現(xiàn)有的宇宙學(xué)理論形成挑戰(zhàn)，徹底改變?nèi)祟悓τ钪娴恼J識?！爆F(xiàn)代宇宙學(xué)理論的基礎(chǔ)源自愛因斯坦的研究成果，并依賴“宇宙學(xué)原理”的假設(shè)。雖然“宇宙學(xué)原理”也是一種假設(shè)，但目前還沒有確鑿的證據(jù)能夠?qū)ζ溥M行證偽。而根據(jù)“宇宙學(xué)原理”和現(xiàn)代宇宙學(xué)理論而得到的計算結(jié)果顯示，天體物理學(xué)家目前無法發(fā)現(xiàn)一個大于12億光年的宇宙結(jié)構(gòu)。很明顯，上述新的LQG的發(fā)現(xiàn)將對這一理論形成挑戰(zhàn)。
飛行異常對傳統(tǒng)物理學(xué)的挑戰(zhàn)
美國宇航局近日發(fā)表的一份分析報告認為，美國“近地小行星交會”“舒梅克”號探測器的飛行速度就比預(yù)計的要快得多。在許多太空探測器近地4小時的飛行期間，有的出現(xiàn)減速現(xiàn)象，有的出現(xiàn)加速現(xiàn)象。而這種飛行異?，F(xiàn)象，或許在提示著相對論需要修改。
“飛行異?！爆F(xiàn)象是指當太空飛行器進入太空之前、尚在地球周圍不斷加速的過程，所有飛行器都曾有過奇怪的速率變化過程。而根據(jù)已知的萬有引力定律，不應(yīng)該出現(xiàn)這種現(xiàn)象。于是有些科學(xué)家認為，這種飛行異常表明現(xiàn)有物理學(xué)定律以及萬有引力定律存在問題，愛因斯坦的廣義相對論需要修正。有人則認為這只是一種較為激進的看法。對此，美國斯蒂芬·阿德勒博士認為飛行異?，F(xiàn)象是由一種看不見的暗物質(zhì)所造成的。
飛行器在穿越暗物質(zhì)的過程中，受到了來自暗物質(zhì)引力作用，引起了飛行器速率的不規(guī)則變化。另一個飛行異常的例子是：美國宇航局1972年3月同時發(fā)射了“先鋒十號”“先鋒十一號”雙胞胎飛船，它們以時速2.7萬英里每小時前進。
科學(xué)家正在持續(xù)監(jiān)測，1983年就離開太陽系，現(xiàn)距地球幾十億英里的“先鋒十號”（Pioneer 10）的信號。近日研究人員表示“先鋒十號”目前正被一股未知的力量拖拽回太陽。而這股未知的力量絲毫沒有減弱的跡象?？茖W(xué)家正在思考該探測結(jié)果或暗示了一種新自然力量的可能。發(fā)表在物理學(xué)期刊《物理評論》上的研究顯示，兩顆探測器正以每世紀6英里的速率改變——這種效應(yīng)幾乎無法探測到，它大約比引力作用微弱100億倍。研究小組在排除了飛行器自身的原因后表示，目前沒有任何現(xiàn)存理論能夠解釋為什么這種神秘力量維持恒定：物理學(xué)常識說明幾乎所有可能存在的力，從引力到太陽輻射的效應(yīng)，引力與距離是成反比的，力都會隨著距離的增大而急劇銳減，但目前的研究表明，它們離開太陽越遠，反而受到的引力增加了。
兩個探測器表現(xiàn)出的怪異行為排除了兩者正在被太陽系外某未知行星產(chǎn)生的引力所影響的可能性。有些科學(xué)家還提出了另一種可能，也即這些神秘力量是由先鋒者號探測器離開太陽系環(huán)境劇變導(dǎo)致的，但科學(xué)家隨后發(fā)現(xiàn)該神秘力量對另外兩顆仍位于太陽內(nèi)的太空探測器，伽利略號和尤里西斯號也產(chǎn)生了影響。這兩個探測器的數(shù)據(jù)表明它們受到的神秘力量的強度與先鋒者號所受到的是一樣的。美國斯坦福大學(xué)的太空科學(xué)家鄧肯·斯蒂爾（Dun-can Steel）博士表示，這種微弱的力量在宇宙范圍內(nèi)可能產(chǎn)生巨大的效應(yīng)。
此外他還提出了一個新問題：我們對引力定律的了解是否全面？”從聚合而生的多層宇宙模型來看，這種現(xiàn)象能夠得到更合理的解釋。萬有引力是一種錯誤的假象，引力只是力弦粒子的壓力，宇宙天體在自己的層級宇宙之內(nèi)，容易受到系統(tǒng)力的影響。當脫離系統(tǒng)，同樣也會受到外部力弦粒子的作用，而力弦粒子方向是由外向內(nèi)的，太陽系有來自銀河系力弦粒子的壓力。
無論如何，傳統(tǒng)的相對論都面臨著威脅。因為暗物質(zhì)的本質(zhì)人們目前還不知道，作用原理只是猜測。另外這種飛行速率變化到底受什么影響不得而知，存在問題就說明相對論的時空彎曲并不完美，或者宇宙物理的深層原因還是沒有弄清楚。愛因斯坦曾經(jīng)是量子力學(xué)的催生者之一，但是他始終不認可量子力學(xué)的測不準原理，所以他除了那句著名的“上帝不擲骰子”外，還有另一個名言：“月亮是否只在你看著它的時候才存在？”霍金說“上帝不僅擲骰子，而且他總是把骰子扔到我們看不到的地方！”當然這就是以愛因斯坦為代表的科學(xué)家與玻爾為首的哥本哈根派為代表的科學(xué)家，關(guān)于量子本質(zhì)爭論的關(guān)鍵點。愛因斯坦強調(diào)內(nèi)在的因果關(guān)系，哥本哈根派強調(diào)事實觀察結(jié)果。
量子世界有其不可窺視的一面，量子的測不準原理，波粒二象性等是人類工具的粗糙、無奈，還是因果的邏輯沒有找出來，至今還困惑著物理學(xué)界?，F(xiàn)代觀察的事實表明：電子能夠再次分裂，在特定環(huán)境下能夠測出量子中子動量與位置的兩個狀態(tài)。
這些事實打破了哥本哈根派的量子邏輯，也似乎注定了愛因斯坦追求因果關(guān)系的方向未必是錯誤的。但是相對論本身的平滑彎曲的時空，與量子在極端微觀尺寸下的量子漲落是矛盾的。相對論與量子力學(xué)似乎是各自獨立運轉(zhuǎn)于一個宇宙系統(tǒng)之中，相對論與量子力學(xué)的不完善可見一斑。量子力學(xué)和廣義相對論是二十世紀兩個非常成功的理論，但這兩個理論在現(xiàn)有的框架下是相沖突的。簡單說來，量子力學(xué)認為沒有任何東西是靜止不動的，任何東西都有起伏漲落（測不準原理）。
廣義相對論認為時空是彎曲的，大質(zhì)量星體導(dǎo)致平滑時空彎曲是萬有引力的起源。將量子理論與相對論結(jié)合在極端微小的普朗克尺寸下就可以導(dǎo)出，時空本身也是每時每刻都在經(jīng)歷著量子瘋狂的起伏漲落（量子泡沫）。在靠近粒子的地方的引力會增加至無限大。在黑洞的視界附近，在大爆炸的初始時刻，相對論與量子的矛盾都會凸顯。在這些情況下，我們現(xiàn)有的理論（量子力學(xué)和廣義相對論）是不適用的，只能得到一些結(jié)果為無窮大荒謬結(jié)論。很顯然，我們需要一個更完備的理論。
