星系的轉向─韋伯望遠鏡公佈新發現

文/Steed的圍脖(發表於2025/3/24)

在浩瀚的宇宙中，星系如同旋轉的漩渦，遵循著各自的方向。按常理推測，星系旋轉方向應該是隨機分布的，順時針和逆時針旋轉的數量應當大致相等。然而，美國堪薩斯州立大學的研究人員近期利用韋伯太空望遠鏡(JWST)觀察到一個令人費解的現象：在遠方宇宙的星系中，順時針旋轉的數量明顯多於逆時針旋轉的星系。

令人困惑的統計結果

研究人員分析了JWST拍攝的高級深場星系巡天(JADES)圖像，共計263個清晰可辨的星系，發現其中約三分之二的星系，旋轉方向與銀河系相反，僅有三分之一沿相同方向旋轉。這種不均衡的分布極大地挑戰了科學家對宇宙結構的基本認知。

按照傳統的宇宙模型，在一個隨機、無偏的宇宙中，星系旋轉方向應該是對稱分布的。如此顯著的不均衡現象意味著，可能存在某種未知機制影響著星系旋轉。

宇宙本身在旋轉？

對於這一異常現象，研究團隊提出了兩種可能的解釋。

第一種假設是，宇宙本身在旋轉。這種觀點與某些宇宙學理論相契合，例如「黑洞宇宙學」理論，該理論認為整個宇宙可能是一個黑洞內部的空間。如果宇宙在誕生之初就存在某種整體旋轉的趨勢，那麼星系的旋轉方向就可能受到這一宏觀旋轉的影響。然而，如果這一假設成立，則意味著我們現有的宇宙學理論仍不完善，需要重新審視宇宙的起源和演化。

另一個可能的解釋——都卜勒效應

另一種解釋與都卜勒效應(Doppler Effect)有關。當光源相對於觀察者運動時，光的波長會發生變化。如果光源靠近觀察者，光的波長會變短(藍移)；如果遠離，波長會變長(紅移)。

地球所在的銀河系本身也在旋轉，而JWST在觀測深空星系時，可能受到銀河系旋轉的影響。研究人員推測，與銀河系旋轉方向相反的星系，可能由於多普勒效應而變得更明亮，因此在望遠鏡觀測數據中佔比更高。如果這一效應足夠顯著，可能會導致觀測到的旋轉方向出現偏差。

影響宇宙尺度測量？

如果銀河系的旋轉速度在宇宙尺度上的影響被低估了，那麼天文學家可能需要重新校准宇宙深空的距離測量方法。這不僅可能影響我們對宇宙膨脹速率的理解，甚至可能解釋一些長期存在的宇宙學難題，例如為何某些星系的年齡看起來比宇宙本身還要古老。

未來的研究方向

這一發現引發了科學界的廣泛關注，但仍需要進一步的數據和研究來驗證不同的解釋。未來，科學家或許需要結合更多望遠鏡的數據，或者開發新的測量方法，以確定這種「旋轉不對稱」現象是否真的揭示了宇宙的某種隱藏特性。

無論最終的答案如何，這項研究都為宇宙學提出了新的挑戰，也讓我們更加意識到，宇宙仍然隱藏著無數未解之謎，等待著人類去探索和理解。

圖為JWST拍攝的旋渦星系，與銀河系旋轉方向相同的標記為紅色，旋轉方向相反的標記為藍色。從圖中可見，與銀河系旋轉方向相反的星系數量明顯更多。