Kính thiên văn Không gian James Webb phát hiện hầu hết các thiên hà quay theo chiều kim đồng hồ
(smithsonianmag.com)- Trong 263 thiên hà được phân tích từ ảnh trường sâu JADES của JWST, khoảng 2/3 quay theo chiều kim đồng hồ, 1/3 còn lại quay ngược chiều kim đồng hồ, trái với kỳ vọng trước đây
- Theo giả định về vũ trụ đẳng hướng, rằng vũ trụ nhìn chung trông giống nhau theo mọi hướng, hướng quay của các thiên hà cũng không nên lệch về một phía
- Lior Shamir của Kansas State University đã phân tích định lượng hình thái thiên hà và cho biết sự chênh lệch về số lượng rõ ràng đến mức có thể thấy ngay cả khi nhìn vào ảnh
- Có hai hướng diễn giải chính: khả năng về một vũ trụ đang quay, ủng hộ vũ trụ học lỗ đen, hoặc khả năng sai lệch quan sát do chuyển động quay của Milky Way và Doppler shift tạo ra
- Nếu kết quả được xác nhận, việc hiệu chuẩn lại phép đo khoảng cách trong vũ trụ sâu sẽ trở nên cần thiết và có thể ảnh hưởng đến vấn đề chênh lệch tốc độ giãn nở của vũ trụ cũng như các thiên hà lớn trông như đã rất cổ xưa
Bất đối xứng hướng quay lộ ra trong ảnh JADES
- James Webb Space Telescope của NASA đã quan sát lịch sử vũ trụ kể từ khi được phóng lên quỹ đạo quanh Mặt Trời vào tháng 12/2021
- Trong ảnh trường sâu của Advanced Deep Extragalactic Survey(JADES) từ JWST, xuất hiện kết quả cho thấy phần lớn thiên hà dường như quay cùng một hướng
- Bài báo công bố ngày 17/2 trên Monthly Notices of the Royal Astronomical Society phân tích 263 thiên hà
- Khoảng 2/3 quay theo chiều kim đồng hồ
- Khoảng 1/3 quay ngược chiều kim đồng hồ
- Lior Shamir của Kansas State University cho biết ông đã phân tích định lượng hình thái thiên hà, nhưng sự chênh lệch về số lượng cũng rõ ràng trên ảnh đến mức ai cũng có thể thấy
Mâu thuẫn với giả định về vũ trụ đẳng hướng
- Theo giả định hiện có, các thiên hà phải được phân chia đồng đều giữa hướng này và hướng kia
- Dan Weisz của UC Berkeley giải thích trên Astronomy năm 2017 rằng kỳ vọng này xuất phát từ khái niệm đẳng hướng, tức vũ trụ nhìn chung trông giống nhau theo mọi hướng
- Theo tiền đề này, từ góc nhìn của người quan sát, các thiên hà không được có một hướng quay ưu tiên
Giả thuyết vũ trụ quay và khả năng sai lệch quan sát
- Khả năng thứ nhất là diễn giải rằng vũ trụ đã sinh ra trong trạng thái quay
- Điều này liên hệ với vũ trụ học lỗ đen, theo đó vũ trụ của chúng ta tồn tại bên trong một lỗ đen của một vũ trụ mẹ khác
- Trong giả thuyết này, lỗ đen tạo ra một vũ trụ bên trong nó, và các lỗ đen trong vũ trụ của chúng ta cũng dẫn tới những vũ trụ con khác
- Nikodem Poplawski của University of New Haven cho rằng trục ưu tiên của vũ trụ, được thừa hưởng từ trục quay của lỗ đen mẹ, có thể đã ảnh hưởng đến động lực quay của các thiên hà
- Khả năng thứ hai là chuyển động quay của Milky Way đã ảnh hưởng đến kết quả quan sát
- Do hiệu ứng Doppler shift, các thiên hà quay ngược với chuyển động của Milky Way có thể trông sáng hơn
- Kết quả là các thiên hà đó có thể bị lấy mẫu quá mức trong tập quan sát của kính thiên văn
Tác động có thể dẫn đến hiệu chuẩn lại phép đo khoảng cách
- Shamir cho rằng nếu cách giải thích thứ hai là đúng, cần hiệu chuẩn lại phép đo khoảng cách trong vũ trụ sâu
- Việc hiệu chuẩn lại phép đo khoảng cách cũng có thể liên quan đến chênh lệch tốc độ giãn nở của vũ trụ
- Vấn đề chênh lệch tốc độ giãn nở của vũ trụ mà JWST đã xác nhận
- Vấn đề các thiên hà lớn mà theo các phép đo khoảng cách hiện có trông như già hơn chính vũ trụ
- Hiện vẫn chưa rõ các nghiên cứu bổ sung sẽ ủng hộ vũ trụ học lỗ đen, sai số trong phép đo giãn nở vũ trụ hay một cách giải thích nào khác
1 bình luận
Ý kiến Hacker News
Một số tuyên bố đã được các nhà thiên văn học rà soát tiếp theo và phát hiện lỗi phân tích cùng các kiểm định thống kê kém chất lượng. Các nghiên cứu độc lập không tìm thấy bằng chứng có ý nghĩa nào về tính dị hướng
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...
Chỉ riêng các tuyên bố liên quan tới JWST thì vào năm 2024, tác giả đã dùng mẫu ban đầu chỉ gồm 34 thiên hà để khẳng định rằng số thiên hà quay cùng hướng với Ngân Hà nhiều hơn và có ý nghĩa thống kê; nhưng với bộ dữ liệu lớn hơn trong cùng khu vực thì kết quả lại hoàn toàn ngược lại, với số thiên hà quay theo hướng đối diện nhiều hơn. Thế nhưng trong bài báo mới, tác giả vẫn viết rằng kết quả này chắc chắn có ý nghĩa thống kê mà không đề cập đến việc chính kết quả trước đó của mình không thể được tái lập
Vùng lấy mẫu cũng rất nhỏ, và chuyển động quay của các thiên hà gần nhau có thể tương quan với nhau nhưng điều này không được tính đến. Có nhiều trường quan sát JWST theo các hướng khác nhau và trường JADES cũng có hai trường, nhưng chỉ một trường được công bố
Mong ban biên tập MNRAS có biện pháp để những tuyên bố chất lượng thấp như vậy không được đăng mà không qua phản biện nghiêm ngặt hơn. Bản thân nội dung bài cũng lặp lại nhiều kết quả từ các bài báo cũ, và gần như không có thảo luận gì về các kết quả mới
Nguồn: https://www.reddit.com/r/cosmology/comments/1ja9i53/the_dist...
Nếu quan sát thấy phần lớn các thiên hà xung quanh quay theo một hướng nhất định thì không biết cách diễn giải như vậy có khả thi không
Nếu vậy thì câu hỏi thực sự có lẽ là vì sao định hướng tương đối của các thiên hà lại có vẻ ưu tiên một phía quay hơn
Lý do chuyện này xảy ra trên Trái Đất là do hành tinh tự quay và hiệu ứng Coriolis, nên điều đó cũng có thể ngụ ý rằng toàn bộ vũ trụ đang quay
Tên miền nghe hơi trẻ con nhưng nội dung lại khá liên quan
Tỷ lệ vật chất - phản vật chất, phân tử thuận tay trái/phải, và giờ là cả hướng quay của thiên hà. Có thể còn những thứ khác tôi bỏ sót
https://en.wikipedia.org/wiki/Sterile_neutrino
"Sự phân rã nhanh của pion chịu chi phối bởi tương tác yếu, mà tương tác yếu là lực cơ bản duy nhất được biết đến có tính bất đối xứng gương"
https://www.quantamagazine.org/cosmic-rays-may-explain-lifes...
Dù sao thì trạng thái bất ổn cũng khó xảy ra hơn, và ta có thể kỳ vọng nó hội tụ về trạng thái ổn định. Các ví dụ khác cũng có thể không phải 50:50 vì lý do tương tự
Phần còn lại có thể là do một hoặc nhiều giả định của chúng ta bị sai, và ứng viên đáng ngờ nhất theo tôi là nguyên lý vũ trụ học
Vậy có phải chỉ là do chúng ta đang ở một vị trí như thế trong vũ trụ nên nhìn thấy 2/3 quay theo chiều kim đồng hồ và phần còn lại quay ngược chiều kim đồng hồ không?
Ví dụ, 0° là nhìn chính xác từ phía trên nên thấy quay theo chiều kim đồng hồ, 180° là nhìn từ phía dưới nên thấy quay ngược chiều kim đồng hồ, còn 90°/270° là nhìn nghiêng; không biết nếu làm thống kê theo tham số này thì sẽ ra sao
Có 3 mũi tên trái ở phía trước, và 3 mũi tên ở phía sau mà khi bạn quay người lại thì cũng trông là mũi tên trái; rồi khi bạn đi ngang qua một trong số đó, một bên còn lại 2 mũi tên trái và một mũi tên trái vốn ở phía trước sẽ biến thành mũi tên phải, khiến tổng thể trông như 5 mũi tên trái và 1 mũi tên phải
Vì vậy bản thân việc quan sát là khả thi, nhưng vẫn không giải thích được vì sao lại xuất hiện sự mất cân bằng. Ở hầu hết các vị trí trong vũ trụ, có lẽ ta sẽ kỳ vọng một phân bố gần như đồng đều dù nhìn từ góc nào đi nữa
"Việc hiệu chỉnh lại phép đo khoảng cách cũng có thể giải thích những câu hỏi chưa có lời giải của vũ trụ học, như sự khác biệt trong tốc độ giãn nở của vũ trụ, hay các thiên hà khổng lồ mà theo các phép đo khoảng cách hiện tại lẽ ra còn già hơn chính vũ trụ"
Hay chỉ là hướng tương đối so với các thiên hà khác?
Trang được liên kết cũng không giải thích vì sao hướng quay lại trở nên quan trọng. Một phía thì tiến về phía chúng ta còn phía kia thì lùi ra xa, điều đó là như nhau bất kể hướng quay là gì, nên đáng lẽ không ảnh hưởng đến độ sáng trung bình của cả thiên hà
Bài báo gốc (https://academic.oup.com/mnras/article/538/1/76/8019798?logi...) có liên kết đến vài bài liên quan, trong đó có https://www.mdpi.com/2073-8994/15/6/1190. Có thể họ chưa trả lời được câu hỏi của tôi, hoặc tôi chưa hiểu, nhưng quy mô thay đổi độ sáng được dự đoán là 0,6%. Có vẻ điều đó không thể giải thích được tỷ lệ hướng quay quan sát được là 1:2
Cái còn lại là điện từ học. Nếu làm cho hạt mang điện chuyển động theo vòng tròn thì sẽ tạo ra từ trường vuông góc với vòng tròn, và tùy nhìn từ phía nào mà hình thái của từ trường sẽ khác đi
Tôi không biết điều đó ảnh hưởng thế nào đến ánh sáng phát ra, nhưng cũng tò mò liệu hướng từ trường của thiên hà có tương quan với hướng quay hay không
Có lẽ từ trường làm phân cực ánh sáng, và hai từ trường có thể phân cực theo cùng hướng hoặc khác hướng, từ đó ảnh hưởng đến độ sáng quan sát được, nhưng đây có thể chỉ là suy đoán vì thiếu thông tin
[0]: https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_beaming
Ví dụ, các thiên hà trong Hubble XDF có cho thấy sự bất đối xứng đáng chú ý nào về hướng quay không?
Lior Shamir đã viết trong vài năm gần đây rằng nhiều khảo sát bầu trời không liên quan đến nhau đều cho thấy bất đối xứng, nhưng quy mô chỉ vào khoảng 2%
https://www.mdpi.com/2073-8994/16/10/1389
https://aas.org/sites/default/files/2020-05/lior_aas236.pdf
Sự bất đối xứng trong các công trình đầu tiên của JWST và trong các trường sâu gần đây lớn hơn mức đó hơn một bậc độ lớn
Hơn nữa, dữ liệu cũ cho thấy bất đối xứng dị hướng kiểu +6% theo hướng này và -5% theo hướng khác, hoàn toàn khác với việc lần này báo cáo +50% như một đặc điểm phổ quát
Đó là phụ đề của bài báo, và đúng là một bản tóm tắt xuất sắc