2022年10月9日，一个光子抵达了地球。它来自20亿光年外一场伽马射线暴，携带着大约300万亿电子伏特的能量，是人类从伽马射线暴中观测到的能量最高的光子，比欧洲大型强子对撞机能造出的任何东西都猛得多。

问题在于，按照现有物理学的规则，这个光子根本不该活着到这儿。

2022年10月9日那天，地球附近的探测器被一阵极其猛烈的伽马射线暴照了个正着。伽马射线暴是宇宙中最剧烈的爆发现象，通常发生在一颗大质量恒星坍缩成黑洞的瞬间，一束粒子流像针一样刺穿垂死的恒星，把巨大的能量沿着窄窄的方向喷射出去。这次爆发亮得离谱，天文学家给它起了个外号叫BOAT，意思是有史以来最亮的那个。

BOAT的光穿越20亿光年的空间抵达地球，其中绝大多数光子都中规中矩。但俄罗斯的一台名叫地毯（Carpet）的超高能宇宙射线探测器捕捉到了一个异类，它的能量高到不该存在。

原因是这样的：宇宙并不是空的。大爆炸留下的余温填满了整个空间，形成所谓的宇宙微波背景辐射，到处都是低能光子。一个普通光子穿越宇宙时可以无视这些背景光子，就像子弹穿过薄雾。但能量高到一定程度之后，情况就变了。超高能光子会和背景光子正面碰撞，双双湮灭，变成一对正反物质粒子。300万亿电子伏特的光子跑20亿光年，一路上要穿过的背景光子数量多到难以想象，活着到达地球的概率几乎为零。

但它到了。

最近发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上的一篇论文提出了一种解释。两位物理学家认为，关键在于一种假想中的粒子，叫做类轴子粒子。轴子是物理学家为了解决若干理论难题而预言的一类超轻粒子，至今没有被直接探测到，但一直是暗物质的热门候选者之一。类轴子粒子是轴子的近亲，性质相似但适用范围更广。

论文的核心想法是：在宇宙磁场的作用下，光子和类轴子粒子之间可以互相转换。那个300万亿电子伏特的光子在穿越宇宙的途中，有可能在某些区域变成了类轴子粒子。类轴子粒子几乎不和任何东西发生反应，背景光子对它毫无办法，它可以畅通无阻地穿过去。等离开危险区域之后，它再变回光子，继续上路。相当于这个光子在宇宙中找到了一条快车道，绕开了本该消灭它的障碍。

但这只是故事的一半。论文还引入了另一个想法：许多量子引力理论认为，时空在极小的尺度上并不光滑，而是有“颗粒感”的。能量越高的光子，波长越短，越容易感受到这种颗粒感，速度会受到极其微弱的影响。这意味着那个超高能光子应该比同一场爆发中能量较低的普通光子晚到大约1个小时。

而事实恰好如此。中国的大型高海拔宇宙线观测站（LHAASO，昵称“拉索”）确实在俄罗斯地毯探测器之前大约1小时，就探测到了来自同一场伽马射线暴的能量较低的光子。高能的那个，晚到了。

这正是这篇论文最漂亮的地方。论文合著者、意大利国家核物理研究所的天文学家马尔科·龙卡德利（Marco Roncadelli）说，如果未来的观测能证实这一场景，宇宙本身就会变成一座研究量子引力的天然实验室，能探测的能量尺度远远超过地球上任何加速器所能企及的。

当然，一个光子还远远不够定案。类轴子粒子仍然是假想粒子，这套理论也还需要更多观测来检验。但至少，那个不该活着的光子，现在有了一个说得通的理由。

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图为艺术概念图，展示了典型伽马射线暴中一束粒子流刺穿正在坍缩为黑洞的恒星，图源：NASA戈达德太空飞行中心

信源：Kovac, Adam. "This Cosmic Particle Was Never Meant to Reach Earth. Now Scientists Think They Finally Know Why It Did." Scientific American, edited by Claire Cameron, 8 Sept. 2026