星系自旋之谜挑战目前宇宙学中的大爆炸假设

堪萨斯州立大学利用韦伯望远镜的数据进行的一项研究发现，深场中的大多数星系都朝着同一个方向旋转，这表明目前的宇宙学模型可能存在缺陷，或者与银河系运动有关的观测偏差。美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯-韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）进行的一项新研究显示，大约三分之二的遥远星系都是顺时针旋转的，这与人们预期的随机分布有着惊人的不平衡。

这种意想不到的模式可能暗示着宇宙正在旋转，或者由于银河旋转等被忽视的影响，我们需要修改测量宇宙距离的方法。

自发射以来的短短三年多时间里，美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜就为遥远的宇宙提供了突破性的见解。现在，堪萨斯州立大学的一项新研究揭示了迄今为止对深空宇宙最简单、最令人费解的观察之一。

卡尔·R·艾斯工程学院计算机科学副教授利奥尔·沙米尔利用詹姆斯·韦伯太空望远镜高级深层河外星系巡天 (JADES) 的数据，发现了一个令人惊讶的模式：大多数观测到的星系似乎都以相同的方向旋转。在 JADES 场中 263 个可清晰识别旋转的星系中，约三分之二顺时针旋转，而只有三分之一逆时针旋转。

这项研究发表在《皇家天文学会月刊》上，提出了有关宇宙大尺度结构和对称性的有趣问题。

JWST 拍摄的螺旋星系，它们相对于银河系以相同方向旋转（红色），相对于银河系以相反方向旋转（蓝色）。从地球上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。图片来源：堪萨斯州立大学

“对这些星系的分析是通过定量分析它们的形状进行的，但差异是如此明显，以至于任何观察图像的人都能看到它，”沙米尔说。“不需要特殊的技能或知识就能看出数字的不同。借助詹姆斯·韦伯太空望远镜的威力，任何人都可以看到它。”

在随机宇宙中，朝一个方向旋转的星系数量应该与朝另一个方向旋转的星系数量大致相同。因此，詹姆斯·韦伯太空望远镜显示大多数星系朝同一方向旋转这一事实是出乎意料的。

“目前尚不清楚是什么原因导致了这种情况的发生，但主要有两种可能的解释，”Shamir 说。“一种解释是宇宙诞生时就是旋转的。这种解释与黑洞宇宙学等理论相符，黑洞宇宙学假设整个宇宙都是黑洞的内部。但如果宇宙确实是旋转诞生的，那就意味着现有的宇宙理论是不完整的。”

JWST 拍摄的螺旋星系，它们相对于银河系以相同方向旋转（红色），相对于银河系以相反方向旋转（蓝色）。从地球上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。来源：Shamir，Lior，皇家天文学会月刊，2025 年，CC BY 4.0

地球也围绕银河系中心旋转，由于多普勒频移效应，研究人员预计，由于这种效应，来自与地球自转相反方向旋转的星系发出的光通常会更亮。

沙米尔说，这或许是此类星系在望远镜观测中占比过高的另一个原因。天文学家可能需要重新考虑银河系自转速度对测量的影响——传统上认为银河系自转速度与其他星系相比太慢，可以忽略不计。

“如果情况确实如此，我们将需要重新校准深空宇宙的距离测量，”他说。“重新校准距离测量还可以解释宇宙学中其他几个未解问题，例如宇宙膨胀率的差异以及根据现有距离测量预计比宇宙本身更古老的大型星系。”

编译自/ScitechDaily