James Webb Space Telescope 揭示多数星系顺时针旋转

这种旋转方向的偏好可能有两个原因：要么我们的整个宇宙存在于一个黑洞中，要么天文学家错误地测量了宇宙的膨胀。

Margherita Bassi

每日通讯员

2025年3月17日

由 JWST 拍摄的旋涡星系图像，红色表示相对于银河系以相同方向旋转，蓝色表示相对于银河系以相反方向旋转。 从地球观测到的相对于银河系以相反方向旋转的星系数量要多得多。 Shamir, Lior, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , 2025 under CC BY 4.0

美国国家航空航天局 (NASA) 的 James Webb Space Telescope (JWST) 于 2021 年 12 月发射进入绕太阳运行的轨道。 自那时以来，它一直在研究我们宇宙的历史。 现在，来自 JWST 的高级深层银河系外巡天 (JADES) 的深空图像揭示了一些令人困惑的现象：大多数星系以相同的方向旋转。

在 2 月 17 日发表在 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 上的一篇论文中研究的 263 个星系中，约有三分之二顺时针旋转，而另外三分之一逆时针旋转。

“星系的分析是通过对其形状进行定量分析来完成的，但差异非常明显，任何看到图像的人都可以看到它，”堪萨斯州立大学的计算机科学家兼该研究的唯一作者 Lior Shamir 在一份声明中说。“不需要特殊的技能或知识就可以看出数字是不同的。 凭借 James Webb Space Telescope 的强大功能，任何人都可以看到它。”

被确定为相对于银河系以相反方向旋转的星系。 Shamir, Lior, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , 2025 under CC BY 4.0

问题在于，天文学家长期以来认为，星系应该平均分为一个方向或另一个方向旋转，加州大学伯克利分校的天文学家 Dan Weisz 写道，他没有参与这项研究，Astronomy 早在 2017 年就发表了这篇文章。“这源于我们生活在一个‘各向同性’宇宙中的观点，这意味着宇宙在每个方向上看起来大致相同。 由此推论，从我们的角度来看，星系不应该有一个首选的旋转方向，”他补充说。 根据 Shamir 的说法，对于这种差异有两种强有力的潜在解释。

一种解释是宇宙在旋转时产生的。 这种理论将支持所谓的黑洞宇宙学：我们的宇宙存在于另一个母宇宙中的黑洞中的假设。 换句话说，黑洞在自身内部创造了宇宙，这意味着我们自己宇宙中的黑洞也会导致其他婴儿宇宙。

新黑文大学的理论物理学家 Nikodem Poplawski 告诉 Space.com 的 Robert Lea：“我们的宇宙中一个首选的轴，由其母黑洞的旋转轴继承，可能影响了星系的旋转动力学，从而造成了观察到的顺时针-逆时针不对称，”他没有参与这项研究。“JWST 发现星系在一个首选方向上旋转将支持黑洞创造新宇宙的理论，如果这些发现得到证实，我会非常兴奋。”

被确定为相对于银河系以相同方向（逆时针）旋转的星系。 Shamir, Lior, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , 2025 under CC BY 4.0

另一种可能的解释涉及银河系的旋转。 由于一种称为多普勒频移效应，天文学家预计与银河系运动方向相反的星系会显得更亮，这可以解释它们在望远镜调查中的过度表现。

“如果确实如此，我们将需要重新校准我们对深层宇宙的距离测量，”Shamir 在声明中解释说。 “距离测量的重新校准还可以解释宇宙学中的其他几个未解决的问题，例如宇宙的膨胀率和大星系的差异，根据现有的距离测量，这些星系的年龄预计比宇宙本身还要大。”

是否进一步的研究将证实黑洞宇宙学，或者天文学家是否错误地测量了宇宙的膨胀——或者可能完全是其他原因，还有待观察。