ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡、ほとんどの銀河が時計回りに回転していることを発見
(smithsonianmag.com)- JWSTのJADES深宇宙画像で分析した263個の銀河のうち、約3分の2が時計回り、残りの3分の1が反時計回りに回転しており、従来の予想と食い違っている
- 宇宙があらゆる方向でおおむね同じに見えるという等方的宇宙の前提では、銀河の回転方向も一方に偏らないはずである
- Kansas State UniversityのLior Shamirは銀河の形態を定量分析し、画像を見ても数の差ははっきりしていると述べている
- 解釈は大きく二つに分かれる。ブラックホール宇宙論を裏づける回転宇宙の可能性、またはMilky Wayの回転とDoppler shiftが生んだ観測バイアスの可能性である
- 結果が確認されれば、深宇宙の距離測定の再較正が必要になり、宇宙膨張率の差異や、古く見える大質量銀河の問題にも影響を及ぼしうる
JADES画像で明らかになった回転方向の非対称性
- NASAのJames Webb Space Telescopeは、2021年12月に太陽軌道へ打ち上げられて以来、宇宙の歴史を観測してきた
- JWSTの**Advanced Deep Extragalactic Survey(JADES)**深宇宙画像から、ほとんどの銀河が同じ方向に回転しているように見える結果が示された
- 2月17日に_Monthly Notices of the Royal Astronomical Society_で発表された論文の分析対象は263個の銀河である
- 約3分の2は時計回りに回転している
- 約3分の1は反時計回りに回転している
- Kansas State UniversityのLior Shamirは銀河の形態を定量分析したが、数の差は画像上でも明確で、誰の目にもわかるほどだと述べている
等方的宇宙の仮定との衝突
- 従来の仮定では、銀河は一方または他方の方向に均等に分かれるはずだった
- UC BerkeleyのDan Weiszは、2017年に_Astronomy_で、この期待は宇宙があらゆる方向でおおむね同じに見えるという等方性の概念から来ていると説明している
- この前提に従えば、観測者の立場から見て銀河が好ましい回転方向を持つべきではない
回転宇宙仮説と観測バイアスの可能性
- 1つ目の可能性は、宇宙が回転した状態で生まれたという解釈である
- これは、私たちの宇宙が別の親宇宙のブラックホールの内部に存在するというブラックホール宇宙論とつながっている
- この仮説では、ブラックホールが内部に宇宙を生み出し、私たちの宇宙のブラックホールもまた別のベビー宇宙へとつながる
- University of New HavenのNikodem Poplawskiは、親ブラックホールの回転軸から受け継がれた宇宙の優先軸が、銀河の回転ダイナミクスに影響を与えた可能性があると述べている
- 2つ目の可能性は、Milky Wayの回転が観測結果に影響したというものである
- Doppler shift効果により、Milky Wayの運動と反対向きに回転する銀河がより明るく見える可能性がある
- その結果、望遠鏡の観測サンプルでは、それらの銀河が過剰に抽出される可能性がある
1件のコメント
Hacker News のコメント
一部の主張については天文学者が追試的に検討し、分析上の誤りや不十分な統計検定を見つけている。独立した研究では、非等方性について有意な証拠は見つかっていない
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...
JWST 関連の主張だけを見ても、2024年には初期データの34個の銀河サンプルだけで、天の川銀河と同じ方向に回転する銀河の方が多く有意だと主張していたが、同じ領域のより広いデータセットでは正反対に、反対方向の方が多いという結果になっていた。ところが新しい論文では、この結果が明確に有意だと書きながら、自分の以前の結果を再現できなかった点には触れていない
サンプル領域も非常に小さく、近傍銀河の回転は互いに相関し得るのに、それを考慮していない。異なる方向の JWST フィールドが複数あり、JADES フィールドも2つあるのに、1つだけを発表している
MNRAS 編集部には、こうした質の低い主張をより厳格な査読なしに掲載しないよう対策してほしい。本文も過去の論文結果を大きく繰り返しており、新しい結果についての議論はほとんどない
出典: https://www.reddit.com/r/cosmology/comments/1ja9i53/the_dist...
周辺の大半の銀河が特定の方向に回っていると観測されるなら、そういう解釈が可能なのか気になる
だとすると本当の疑問は、銀河同士の相対的な向きがなぜ一方の回転をより好むように見えるのか、ということになりそう
地球でこういうことが起きる理由は惑星の自転とコリオリ効果なので、宇宙全体が回転しているという意味にもなり得る
ドメイン名は少し子どもっぽいが、内容はかなり関連している
物質・反物質比、左手型／右手型分子、そして今度は銀河の回転方向まである。見落としているものももっとあるかもしれない
https://en.wikipedia.org/wiki/Sterile_neutrino
「パイ中間子の速い崩壊は弱い相互作用に支配されているが、弱い相互作用は鏡映非対称性が知られている唯一の基本力である」
https://www.quantamagazine.org/cosmic-rays-may-explain-lifes...
いずれにせよ、不安定な状態は可能性が低く、安定した状態へ収束すると期待できる。他の例も似た理由で50:50ではないのかもしれない
残りは、私たちの前提のうち1つ以上が間違っているためかもしれず、最も有力な容疑者は宇宙論原理だと思う
すると、私たちが宇宙のそういう位置にいるために、3分の2は時計回り、残りは反時計回りに見えているだけなのだろうか？
たとえば 0° は真上から見ている状態なので時計回り、180° は下から見ている状態なので反時計回り、90°／270° は横から見ている状態として、このパラメータで統計を取るとどうなるのか気になる
前方に左向き矢印が3つ、後方にも自分が振り返ったときに左向きに見える矢印が3つあるとして、そのうち1つを通り過ぎると、一方には左向きが2つ残り、前方にあった左向き矢印の1つは右向き矢印になって、全体として左向き5つ、右向き1つのようになり得る
そのため観測自体は可能だが、それでもなぜ不均衡が生じるのかは説明できない。宇宙の大半の場所では、どの視点から見てもおおむね均等な分布を期待しそうだ
「距離測定の再較正は、宇宙の膨張率の違いや、従来の距離測定では宇宙そのものより古いはずだった巨大銀河といった、宇宙論の未解決問題も説明できる」
それとも単にほかの銀河との相対的な向きなのか？
リンク先のページも、なぜ回転が重要になるのか説明していない。片側は私たちのほうへ来て、もう片側は遠ざかるのは回転方向に関係なく同じなので、銀河全体の平均輝度には影響しないはずだ
元論文（https://academic.oup.com/mnras/article/538/1/76/8019798?logi...）はいくつか関連論文をリンクしており、その中に https://www.mdpi.com/2073-8994/15/6/1190 もある。私の疑問に答えられていないのか、自分が理解できていないのかは分からないが、輝度変化の予想規模は0.6%だという。観測された回転方向の1:2比を説明できそうには思えない
もう1つは電磁気だ。荷電粒子を円形に動かすと、円に垂直な磁場が生じ、どちら側から見るかによって磁場の様子が変わる
これが放出される光にどう影響するのかは分からないが、銀河の磁場方向と回転方向が相関しているのかも気になる
もしかすると磁場が光を偏光させ、2つの磁場が同じ方向または異なる方向に偏光させることで観測輝度に影響するのかもしれないが、情報不足の推測かもしれない
[0]: https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_beaming
たとえば Hubble XDF に含まれる銀河の回転方向にも目立つ非対称性はあるのか？
Lior Shamir は近年、互いに無関係な複数の全天探査が非対称性を示したと書いているが、その規模は約2%程度だ
https://www.mdpi.com/2073-8994/16/10/1389
https://aas.org/sites/default/files/2020-05/lior_aas236.pdf
JWSTの初期の作業と、より最近の深宇宙フィールドで見られた非対称性は、それより1桁以上大きい
しかも既存のデータは、ある方向では+6%、別の方向では-5%のような非等方的な非対称性を示していたが、今回のように一般的特徴として+50%が報告されているのとはまったく違う
記事の副題だが、本当に見事な要約だ