星系的旋轉隱含宇宙奧祕

想像一下，你站在地面仰望夜空，宇宙螺旋星系就像一片片旋轉風車。但如果告訴你，星系旋轉方向可能不是隨機，是暗示宇宙本身可能在旋轉，你相信嗎？這正是最近韋伯太空望遠鏡（JWST）最新觀測結果揭示的驚人現象。

JWST「先進深空星系巡天計畫」（JADES）分析263個遙遠的螺旋星系，發現與銀河系旋轉方向相反的星系比相同方向星系多 50%，且這種不對稱性隨著紅移增加而增強。 這是足以讓科學家重新思考宇宙規則的重要線索，根據目前宇宙學標準模型（ΛCDM），星系旋轉方向應是隨機，然觀測結果卻顯示某些方向旋轉更常見，代表宇宙有「偏好的方向」。

▲ JWST拍攝，標示與銀河系相同方向旋轉（紅色）與銀河系相反方向旋轉（藍色）的星系。（Source：Cambridge University ）

▲ JWST在JADES的GOODS-S場拍攝的螺旋星系，包含銀河系相同方向旋轉（紅色）與銀河系相反方向旋轉（藍色）星系。158個星系與銀河系反方向旋轉，只有105個星系與銀河系同方向旋轉。分析區域涵蓋4.4、2.0和0.9µm波段成像的JWST GOODS-S JADES區域。（Source：Oxford Academic）

科學家有幾種猜測解釋，涉及最尖端宇宙學與物理學概念：

宇宙本身在旋轉

如果宇宙有旋轉性，那不同區域星系就可能呈現某種方向不對稱性。早在2011年，天文學家就從史隆數位巡天（SDSS）資料發現數千個螺旋星系旋轉方向分布有微小不對稱性。現在JWST數據更進一步確認，不對稱性可能比想像更明顯。若宇宙真在旋轉，可能需要調整模型，考慮宇宙誕生時是否攜帶一定角動量。

隱藏的物理機制

另一種可能性是，星系旋轉方向受某種尚未完全理解的宇宙物理機制影響。星系並不是隨機，而是沿著大範圍纖維狀結構形成。如果這些細絲在宇宙誕生時已有某種方向性，那誕生的星系可能會繼承方向性，導致旋轉方向不對稱。或早期宇宙磁場與暗物質分布不均勻，也可能影響星系形成時角動量，使某種旋轉方向的星系更容易誕生。

宇宙其實在黑洞裡

這是最極端理論：宇宙可能在某超大黑洞的內部，這黑洞旋轉影響星系旋轉方向。如果宇在某個克爾黑洞 （Kerr Black Hole）內，黑洞自旋方向就決定宇宙物質的角動量，導致星系旋轉方向偏好某邊。這種「黑洞宇宙學」想法仍是高度理論性，但如果未來更多觀測發現類似現象，就需從根本改變我們對宇宙的理解。

這發現剛開始挑戰我們對宇宙的理解。將來會有更多觀測計畫加入並驗證旋轉方向的不對稱性，例如智利薇拉·魯賓天文台與平方公里陣列（SKA）。

• The vast majority of the galaxies rotate in the same direction
• Lior Shamir, The distribution of galaxy rotation in JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, MNRAS(2025)

（本文由 台北天文館 授權轉載；首圖來源：Pixabay）