星係自旋之謎挑戰目前宇宙學中的大爆炸假設
堪薩斯州立大學利用韋伯望遠鏡的數據進行的一項研究發現,深場中的大多數星係都朝著同一個方向旋轉,這表明目前的宇宙學模型可能存在缺陷,或者與銀河系運動有關的觀測偏差。美國國家航空暨太空總署(NASA)詹姆斯-韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)進行的一項新研究顯示,大約三分之二的遙遠星係都是順時針旋轉的,這與人們預期的隨機分佈有著驚人的不平衡。
這種意想不到的模式可能暗示著宇宙正在旋轉,或者由於銀河旋轉等被忽視的影響,我們需要修改測量宇宙距離的方法。
自發射以來的短短三年多時間裡,美國太空總署的詹姆斯韋伯太空望遠鏡就為遙遠的宇宙提供了突破性的見解。現在,堪薩斯州立大學的一項新研究揭示了迄今為止對深空宇宙最簡單、最令人費解的觀察之一。
卡爾·R·艾斯工程學院計算機科學副教授利奧爾·沙米爾利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡高級深層河外星系巡天(JADES) 的數據,發現了一個令人驚訝的模式:大多數觀測到的星系似乎都以相同的方向旋轉。在JADES 場中263 個可清楚辨識旋轉的星系中,約三分之二順時針旋轉,而只有三分之一逆時針旋轉。
這項研究發表在《皇家天文學會月刊》上,提出了有關宇宙大尺度結構和對稱性的有趣問題。

JWST 拍攝的螺旋星系,它們相對於銀河係以相同方向旋轉(紅色),相對於銀河係以相反方向旋轉(藍色)。從地球上觀測到的相對於銀河係以相反方向旋轉的星系數量要多得多。圖片來源:堪薩斯州立大學
「對這些星系的分析是透過定量分析它們的形狀進行的,但差異是如此明顯,以至於任何觀察圖像的人都能看到它,」沙米爾說。 “不需要特殊的技能或知識就能看出數字的不同。借助詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的威力,任何人都可以看到它。”
在隨機宇宙中,朝一個方向旋轉的星系數量應該與朝另一個方向旋轉的星系數量大致相同。因此,詹姆斯韋伯太空望遠鏡顯示大多數星係朝同一方向旋轉這一事實是出乎意料的。
「目前尚不清楚是什麼原因導致了這種情況的發生,但主要有兩種可能的解釋,」Shamir 說。 「一種解釋是宇宙誕生時就是旋轉的。這種解釋與黑洞宇宙學等理論相符,黑洞宇宙學假設整個宇宙都是黑洞的內部。但如果宇宙確實是旋轉誕生的,那就意味著現有的宇宙理論是不完整的。”

JWST 拍攝的螺旋星系,它們相對於銀河係以相同方向旋轉(紅色),相對於銀河係以相反方向旋轉(藍色)。從地球上觀測到的相對於銀河係以相反方向旋轉的星系數量要多得多。資料來源:Shamir,Lior,皇家天文學會月刊,2025 年,CC BY 4.0
地球也圍繞銀河系中心旋轉,由於多普勒頻移效應,研究人員預計,由於這種效應,來自與地球自轉相反方向旋轉的星系發出的光通常會更亮。
沙米爾說,這或許是這類星系在望遠鏡觀測中佔比過高的另一個原因。天文學家可能需要重新考慮銀河係自轉速度對測量的影響——傳統上認為銀河係自轉速度與其他星系相比太慢,可以忽略不計。
「如果情況確實如此,我們將需要重新校準深空宇宙的距離測量,」他說。 “重新校準距離測量還可以解釋宇宙學中其他幾個未解問題,例如宇宙膨脹率的差異以及根據現有距離測量預計比宇宙本身更古老的大型星系。”
編譯自/ ScitechDaily