กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์พบว่า กาแล็กซีส่วนใหญ่หมุนตามเข็มนาฬิกา
(smithsonianmag.com)- จากกาแล็กซี 263 แห่งที่วิเคราะห์ใน ภาพห้วงอวกาศลึก JADES ของ JWST พบว่าราวสองในสามหมุนตามเข็มนาฬิกา ส่วนอีกหนึ่งในสามหมุนทวนเข็มนาฬิกา ซึ่งขัดกับความคาดหมายเดิม
- ภายใต้สมมติฐาน เอกทิศภาพของเอกภพ ที่ว่าเอกภพโดยรวมดูเหมือนกันในทุกทิศทาง ทิศทางการหมุนของกาแล็กซีก็ไม่ควรเอนเอียงไปทางใดทางหนึ่ง
- Lior Shamir จาก Kansas State University วิเคราะห์รูปทรงของกาแล็กซีเชิงปริมาณ และกล่าวว่าแม้ดูจากภาพก็เห็นความแตกต่างของจำนวนได้ชัดเจน
- การตีความแบ่งได้กว้าง ๆ เป็นสองทาง: ความเป็นไปได้ของเอกภพที่หมุนซึ่งสนับสนุน ทฤษฎีเอกภพในหลุมดำ หรือความเป็นไปได้ของอคติในการสังเกตที่เกิดจากการหมุนของ Milky Way และ Doppler shift
- หากผลนี้ได้รับการยืนยัน อาจจำเป็นต้อง ปรับเทียบการวัดระยะทาง ในห้วงอวกาศลึกใหม่ และอาจส่งผลต่อปัญหาความแตกต่างของอัตราการขยายตัวของเอกภพ รวมถึงปัญหากาแล็กซีขนาดใหญ่ที่ดูเหมือนมีอายุมากเกินไป
ความไม่สมมาตรของทิศทางการหมุนที่ปรากฏในภาพ JADES
- James Webb Space Telescope ของ NASA ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรรอบดวงอาทิตย์เมื่อเดือนธันวาคม 2021 และได้เฝ้าสังเกตประวัติศาสตร์ของเอกภพนับแต่นั้น
- ในภาพห้วงอวกาศลึกจาก Advanced Deep Extragalactic Survey(JADES) ของ JWST พบผลลัพธ์ที่ดูเหมือนว่ากาแล็กซีส่วนใหญ่หมุนไปในทิศทางเดียวกัน
- บทความวิจัย ที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 17 กุมภาพันธ์ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society วิเคราะห์กาแล็กซี 263 แห่ง
- ประมาณ สองในสาม หมุนตามเข็มนาฬิกา
- ประมาณ หนึ่งในสาม หมุนทวนเข็มนาฬิกา
- Lior Shamir จาก Kansas State University ระบุว่าเขาวิเคราะห์รูปทรงกาแล็กซีเชิงปริมาณ แต่ความแตกต่างของจำนวนก็ชัดเจนในภาพจนใคร ๆ ก็สังเกตได้
ขัดแย้งกับสมมติฐานเอกภพแบบเอกทิศภาพ
- ตามสมมติฐานเดิม กาแล็กซีควร แบ่งเท่า ๆ กัน ระหว่างทิศทางหนึ่งกับอีกทิศทางหนึ่ง
- Dan Weisz จาก UC Berkeley อธิบายใน Astronomy เมื่อปี 2017 ว่าความคาดหมายนี้มาจากแนวคิดเรื่อง เอกทิศภาพ ซึ่งระบุว่าเอกภพดูโดยรวมเหมือนกันในทุกทิศทาง
- ภายใต้สมมติฐานนี้ จากมุมมองของผู้สังเกต กาแล็กซีไม่ควรมีทิศทางการหมุนที่ชอบเป็นพิเศษ
สมมติฐานเอกภพที่หมุน และความเป็นไปได้ของอคติในการสังเกต
- ความเป็นไปได้แรกคือการตีความว่าเอกภพเกิดขึ้นใน สภาวะที่กำลังหมุน
- สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับ ทฤษฎีเอกภพในหลุมดำ ซึ่งเสนอว่าเอกภพของเราอยู่ภายในหลุมดำของเอกภพแม่อีกแห่งหนึ่ง
- ในสมมติฐานนี้ หลุมดำสร้างเอกภพขึ้นภายใน และหลุมดำในเอกภพของเราก็เชื่อมไปยังเอกภพทารกอื่น ๆ
- Nikodem Poplawski จาก University of New Haven กล่าวว่าแกนที่เอกภพชอบ ซึ่งสืบทอดมาจากแกนหมุนของหลุมดำแม่ อาจส่งผลต่อพลวัตการหมุนของกาแล็กซี
- ความเป็นไปได้ที่สองคือ การหมุนของ Milky Way ส่งผลต่อผลการสังเกต
- เนื่องจากผลของ Doppler shift กาแล็กซีที่หมุนสวนทางกับการเคลื่อนที่ของ Milky Way อาจดูสว่างกว่า
- ส่งผลให้กาแล็กซีเหล่านั้นอาจถูกเก็บตัวอย่างมากเกินจริงในชุดข้อมูลที่กล้องโทรทรรศน์สังเกตได้
ผลกระทบที่อาจนำไปสู่การปรับเทียบการวัดระยะทางใหม่
- Shamir กล่าวว่า หากคำอธิบายที่สองถูกต้อง ก็จำเป็นต้องปรับเทียบ การวัดระยะทาง ในห้วงอวกาศลึกใหม่
- การปรับเทียบการวัดระยะทางใหม่อาจเชื่อมโยงกับความแตกต่างของอัตราการขยายตัวของเอกภพด้วย
- ปัญหา ความแตกต่างของอัตราการขยายตัวของเอกภพ ที่ JWST ยืนยัน
- ปัญหา กาแล็กซีขนาดใหญ่ ซึ่งจากการวัดระยะทางเดิมดูเหมือนมีอายุมากกว่าเอกภพเอง
- ยังต้องรอการวิจัยเพิ่มเติมว่าจะสนับสนุน ทฤษฎีเอกภพในหลุมดำ ข้อผิดพลาดในการวัดการขยายตัวของเอกภพ หรือคำอธิบายอื่นใด
1 ความคิดเห็น
ความคิดเห็นบน Hacker News
ข้ออ้างบางส่วนถูกนักดาราศาสตร์ตรวจสอบต่อแล้ว และพบข้อผิดพลาดในการวิเคราะห์กับการทดสอบทางสถิติที่หละหลวม งานวิจัยอิสระไม่พบหลักฐานที่มีนัยสำคัญของแอนไอโซโทรปี
https://academic.oup.com/mnras/article/534/2/1553/7762193
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2021ApJ...907..123I/abstra...
https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2017MNRAS.466.3928H/abstra...
แค่ดูข้ออ้างเกี่ยวกับ JWST ก็ได้ ในปี 2024 เขาอ้างว่าจากตัวอย่างกาแล็กซีเพียง 34 แห่งในข้อมูลระยะแรก มีกาแล็กซีที่หมุนไปทิศทางเดียวกับทางช้างเผือกมากกว่าและมีนัยสำคัญ แต่เมื่อใช้ชุดข้อมูลที่กว้างกว่าในบริเวณเดียวกัน กลับได้ผลตรงกันข้าม คือมีฝั่งที่หมุนทิศทางตรงข้ามมากกว่า ทว่าในบทความใหม่กลับเขียนว่าผลลัพธ์นี้มีนัยสำคัญอย่างชัดเจน โดยไม่ได้พูดถึงว่ามันไม่สามารถทำซ้ำผลลัพธ์ก่อนหน้าของตนเองได้
พื้นที่ตัวอย่างก็เล็กมาก และการหมุนของกาแล็กซีใกล้เคียงอาจสัมพันธ์กันได้ แต่ไม่ได้คำนึงถึงเรื่องนี้ มีฟิลด์ของ JWST หลายฟิลด์ในทิศทางต่างกัน และฟิลด์ JADES ก็มีสองฟิลด์ แต่เขาประกาศผลเพียงฟิลด์เดียว
หวังว่ากองบรรณาธิการ MNRAS จะดำเนินการไม่ให้ข้ออ้างคุณภาพต่ำแบบนี้ถูกตีพิมพ์โดยไม่มีการพิจารณาที่เข้มงวดกว่านี้ เนื้อหาก็แทบจะย้ำผลจากบทความเก่าเป็นส่วนใหญ่ และแทบไม่มีการอภิปรายผลใหม่เลย
ที่มา: https://www.reddit.com/r/cosmology/comments/1ja9i53/the_dist...
ถ้าสังเกตพบว่ากาแล็กซีส่วนใหญ่รอบตัวหมุนไปทิศทางหนึ่ง ก็สงสัยว่าจะแปลความแบบนั้นได้หรือเปล่า
ถ้าอย่างนั้นคำถามจริง ๆ น่าจะเป็นว่า ทำไมทิศทางสัมพัทธ์ของกาแล็กซีจึงดูเหมือนเอนเอียงไปชอบการหมุนด้านหนึ่งมากกว่า
เหตุผลที่เรื่องแบบนี้เกิดบนโลกก็เพราะการหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์กับแรงโคริโอลิส ดังนั้นอาจหมายความว่าเอกภพทั้งมวลกำลังหมุนอยู่ก็ได้
ชื่อโดเมนอาจดูเชยไปหน่อย แต่เนื้อหาค่อนข้างเกี่ยวข้อง
มีทั้งอัตราส่วนสสาร-ปฏิสสาร โมเลกุลถนัดซ้าย/ถนัดขวา และตอนนี้ก็ทิศทางการหมุนของกาแล็กซีด้วย อาจยังมีอย่างอื่นที่ผมตกหล่นไปอีก
https://en.wikipedia.org/wiki/Sterile_neutrino
"การสลายตัวอย่างรวดเร็วของไพออนถูกครอบงำโดยปฏิสัมพันธ์อย่างอ่อน ซึ่งเป็นแรงพื้นฐานเดียวที่ทราบกันว่ามีความไม่สมมาตรแบบกระจก"
https://www.quantamagazine.org/cosmic-rays-may-explain-lifes...
อย่างไรก็ดี สภาวะที่ไม่เสถียรก็มีความเป็นไปได้ต่ำ และเราคาดได้ว่ามันจะลู่เข้าสู่สภาวะที่เสถียร ตัวอย่างอื่น ๆ ก็อาจไม่เป็น 50:50 ด้วยเหตุผลคล้ายกัน
ส่วนที่เหลืออาจเป็นเพราะสมมติฐานของเราผิดไปอย่างน้อยหนึ่งข้อ และผมมองว่าผู้ต้องสงสัยที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดคือหลักจักรวาลวิทยา
ถ้าอย่างนั้นเป็นเพราะเราอยู่ในตำแหน่งแบบนั้นในเอกภพหรือเปล่า จึงเห็น 2/3 เป็นตามเข็มนาฬิกา และที่เหลือเป็นทวนเข็มนาฬิกา?
เช่น กำหนดให้ 0° คือเห็นจากด้านบนพอดีจึงเป็นตามเข็มนาฬิกา, 180° คือเห็นจากด้านล่างจึงเป็นทวนเข็มนาฬิกา, 90°/270° คือเห็นจากด้านข้าง แล้วลองทำสถิติด้วยพารามิเตอร์นี้ ก็น่าสงสัยว่าจะเป็นอย่างไร
มีลูกศรชี้ซ้าย 3 อันอยู่ข้างหน้า และข้างหลังก็มีลูกศร 3 อันที่เมื่อผมหันกลับไปจะเห็นว่าชี้ซ้ายเช่นกัน แต่พอเดินผ่านหนึ่งในนั้นไป ด้านหนึ่งจะเหลือลูกศรซ้าย 2 อัน และลูกศรซ้ายอันหนึ่งที่เคยอยู่ข้างหน้าจะกลายเป็นลูกศรขวา ทำให้รวมแล้วอาจดูเหมือนเป็นซ้าย 5 อัน ขวา 1 อัน
ดังนั้นการสังเกตการณ์เองทำได้ แต่ก็ยังอธิบายไม่ได้ว่าทำไมจึงเกิดความไม่สมดุลขึ้นอยู่ดี ในตำแหน่งส่วนใหญ่ของจักรวาล ไม่ว่าจะมองจากมุมไหนก็น่าจะคาดหวังการกระจายที่ค่อนข้างสม่ำเสมอ
"การปรับเทียบการวัดระยะทางใหม่อาจอธิบายคำถามค้างคาในจักรวาลวิทยาได้ด้วย เช่น ความแตกต่างของอัตราการขยายตัวของจักรวาล และดาราจักรขนาดยักษ์ที่ตามการวัดระยะทางแบบเดิมแล้วควรจะมีอายุมากกว่าตัวจักรวาลเอง"
หรือเป็นแค่ทิศทางสัมพัทธ์เมื่อเทียบกับดาราจักรอื่น ๆ?
หน้าที่ลิงก์ไว้ก็ไม่ได้อธิบายว่าทำไมการหมุนจึงกลายเป็นเรื่องสำคัญ ด้านหนึ่งกำลังเคลื่อนเข้าหาเรา ส่วนอีกด้านกำลังเคลื่อนออกไปนั้นเหมือนกันไม่ว่าทิศหมุนจะเป็นอย่างไร จึงไม่ควรส่งผลต่อความสว่างเฉลี่ยของทั้งดาราจักร
บทความต้นฉบับ(https://academic.oup.com/mnras/article/538/1/76/8019798?logi...) ลิงก์ไปยังบทความที่เกี่ยวข้องสองสามฉบับ รวมถึง https://www.mdpi.com/2073-8994/15/6/1190 ด้วย ไม่ว่าจะเป็นเพราะมันตอบคำถามผมไม่ได้หรือผมไม่เข้าใจเองก็ตาม แต่บอกว่าขนาดการเปลี่ยนแปลงความสว่างที่คาดไว้คือ 0.6% ดูไม่น่าจะอธิบายอัตราส่วนทิศทางการหมุนที่สังเกตได้ 1:2 ได้
อีกประเภทหนึ่งคือแม่เหล็กไฟฟ้า หากขยับอนุภาคมีประจุเป็นวงกลม จะเกิด สนามแม่เหล็ก ตั้งฉากกับวงกลม และลักษณะของสนามแม่เหล็กก็แตกต่างกันตามว่ามองจากด้านไหน
ผมไม่รู้ว่าสิ่งนี้ส่งผลต่อแสงที่ปล่อยออกมาอย่างไร แต่ก็สงสัยเหมือนกันว่าทิศทางสนามแม่เหล็กของดาราจักรสัมพันธ์กับทิศทางการหมุนหรือไม่
บางทีสนามแม่เหล็กอาจทำให้แสงเกิดโพลาไรซ์ และสนามแม่เหล็กสองสนามทำให้โพลาไรซ์ไปในทิศเดียวกันหรือต่างทิศกัน จนส่งผลต่อความสว่างที่สังเกตได้ก็ได้ แต่นี่อาจเป็นการคาดเดาที่มีข้อมูลไม่พอ
[0]: https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_beaming
เช่น ทิศทางการหมุนของดาราจักรใน Hubble XDF มีความไม่สมมาตรที่เห็นได้ชัดหรือไม่?
Lior Shamir เขียนไว้ว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การสำรวจท้องฟ้าหลายชุดที่ไม่เกี่ยวข้องกันต่างก็แสดงความไม่สมมาตร แต่ขนาดอยู่ราว 2%
https://www.mdpi.com/2073-8994/16/10/1389
https://aas.org/sites/default/files/2020-05/lior_aas236.pdf
ความไม่สมมาตรที่เห็นในงานช่วงแรกของ JWST และในฟิลด์ห้วงลึกที่ใหม่กว่านั้นใหญ่กว่านี้มากกว่าหนึ่งลำดับขั้น
อีกทั้งข้อมูลเดิมแสดง ความไม่สมมาตรแบบไม่เป็นไอโซทรอปิก เช่น +6% ในทิศหนึ่ง และ -5% ในอีกทิศหนึ่ง ซึ่งต่างอย่างสิ้นเชิงจากการรายงาน +50% ในฐานะลักษณะทั่วไปแบบครั้งนี้
เป็นคำโปรยใต้พาดหัวของบทความ แต่เป็นการสรุปที่ยอดเยี่ยมจริง ๆ