我们的银河系可能蕴藏着一种神秘力量，它或将永远改变物理学

"如果观测到这种力，那将是物理学领域惊人的突破，"一位研究人员表示。

根据 《天文学与天体物理学》 期刊最新研究 ，科学家们正在银河系中心寻找"第五种力"的迹象，这种力可能改写引力定律，并帮助解开宇宙中某些根本性谜团。

数十年来，研究者们一直推测，基于爱因斯坦广义相对论的现有引力理论可能存在缺失环节，而某种奇异的新物理现象或许能填补这一空白。其中一种假说认为，除引力、电磁力、强核力和弱核力之外，可能存在被称为"汤川型修正"的第五种基本力，这种力可能会微妙地改变特定距离范围内的引力行为。直接探测到这种力或将为暗物质本质（这种未知物质构成了宇宙大部分质量）以及量子尺度下的引力行为等长期谜题带来突破性解释。

目前，研究人员已利用智利甚大望远镜的先进 GRAVITY 仪器 ，在银河系中心超大质量黑洞附近寻找这种修正力的蛛丝马迹。 

"现有引力理论无法解释宇宙中的某些观测现象"，巴黎天文台博士后研究员、新研究合著者阿里安娜·福斯基在给 404 Media 的邮件中表示，"例如暗物质的存在，或是宇宙膨胀现象。"

“对此的一种可能解释是，现有的引力理论尚不完善，需要某些修正才能解释这些现象，”她补充道。“我们正是为了寻找这类修正效应而展开研究。”

虽然引力能在浩瀚宇宙尺度上影响天体，但据预测汤川修正的作用范围极短，在地球或太阳系等局部环境中无法被探测到。不过，如果这种力确实存在，我们或许能在银河系超大质量黑洞人马座 A*附近观测到其迹象——这个混沌区域展现着极端条件下的引力现象。

基于这一思路，GRAVITY 合作组织将同名仪器对准了名为 S2 的大质量恒星。该恒星距离超大质量黑洞极近，每 16 年绕其运行一周。由于毗邻黑洞，S2 已为引力与广义相对论研究提供了诸多突破性发现 ，这使其成为团队搜寻第五种力的理想观测目标。 

S2 恒星与人马座 A*周围其他恒星的运动"对于验证超大质量黑洞周围天体的运行规律是否与太阳系行星相同具有极其重要的价值，"福斯基表示。"观测数据表明，S2 的运动规律确实与地球相同，但仍可能存在肉眼无法察觉、需要通过实验验证的细微修正。"

精密仪器的测量结果虽未检测到第五种基本力，却让我们离真相更近一步。研究数据缩小了以变量"α"表示的潜在作用力强度参数范围。

"此前α值必须小于0.01，而我们的最新数据表明这个数值必须小于0.003，"福斯基指出，"这标志着约束条件取得了显著优化。"

意大利教育与功绩部物理学家、 修正引力理论专家洛伦佐·约里奥在邮件中表示，该团队的研究方法原则上合理，但他对某些操作存在疑虑。未参与该研究的约里奥指出，模型中未纳入更新后的公式和变量，而这些元素本可能提升测算精度。例如，模型未考虑大质量天体附近的相对论效应——兰斯-蒂林效应，也未计入 S2 星附近恒星加速度等影响因素。

"我认为这项研究的意义在于揭示了人马座 A*与 S 恒星群这个特殊天体实验室蕴含的可能性，"约里奥表示，"但需要以更高精度进行复现验证。"

研究作者福斯基承认模型未包含这些变量，但同时指出 GRAVITY 观测设备目前的灵敏度尚不足以捕捉此类细节特征——至少现阶段如此。

"GRAVITY 仪器的升级工作已在推进中，这将提升灵敏度并实际测量这些高阶效应，但我们仍需等待，"她指出。

"我们希望将同样的分析方法扩展到人马座 A*周围其他恒星的数据上，而 GRAVITY 仪器精度的提升将助力我们实现这一目标。通过这种方式，我们将能施加更严格的限制条件。"

为此，GRAVITY 研究团队计划继续观测银河系中心，寻找第五种力或任何其他引力修正的迹象。

"如果观测到这种力，那将是物理学领域一个不可思议的突破，因为它将改写我们最古老的物理定律之一，"福斯基总结道。"这将对物理学的各个领域产生深远影响。"