JWST терең өрісті бақылаулары космологиялық принципке қайшы келеді Ғылыми еуропалық

Джеймс Уэбб ғарыштық телескопының JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) аясындағы терең далалық бақылаулары галактикалардың көпшілігінің Құс жолының айналу бағытына қарама-қарсы бағытта айналатынын анық көрсетеді. Бұл галактиканың айналу бағытының кездейсоқ еместігі космологиялық принциптерге қайшы келеді, оны талап етеді бір бағытта айналатын галактикалар саны қарама-қарсы бағытта айналатын галактикалар санына жуық болады. Стандартты космологиялық принцип (CP) Әлем біртекті және изотропты деген көзқарасты ұстанады кең ауқымда, яғни, ғалам барлық бағытта бірдей, бағытты таңдау жоқ. Байқалған сәйкессіздіктің нақты себебі белгісіз. Мүмкін, космологиялық принцип ғаламның ауқымды құрылымын түсіруде толық емес және ғалам спиннен басталды немесе оның қайталанатын фракталдық үлгісі бар.

Космологиялық принцип (CP) космологиядағы негізгі идеялардың бірі болып табылады. Осыған сәйкес, ғалам біртекті және изотропты, жеткілікті үлкен масштабта, яғни ғалам барлық бағытта бірдей, ешқандай бағыттылық артықшылығы жоқ. Галактикалардың айналу бағыты контекстінде стандартты космологиялық принцип бір бағытта айналатын галактикалардың саны қарама-қарсы бағытта айналатын галактикалардың санына жуық болуы керек дегенді білдіреді. Дегенмен, алдыңғы зерттеулер бұлай емес екенін көрсетті және галактиканың айналу бағытында асимметрияны ұсынды. JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) ұсынған ерте ғаламдағы галактикалардың өте егжей-тегжейлі суреттерінің жақында жасалған талдауы терең өрістердегі галактикалардың көпшілігі біздің үй галактика Құс жолы айналу бағытына қарама-қарсы бағытта айналатынын анық көрсетеді.

JWST көмегімен әрбір адам терең Ғаламдағы галактикалардың көпшілігі Құс жолына қарама-қарсы бағытта айналатынын көре алады. Бірақ бұл қалай болуы мүмкін? Бәлкім, Ғалам айналмалы түрде туылған шығар, немесе ол қашықтық пен айналу жылдамдығынан туындаған шығар.https://t.co/R4ZuRhgaFn pic.twitter.com/8u3P9iHeJI
— Лиор Шамир (@shamir_lior) Ақпан 27, 2025

Құс жолы – біз өмір сүретін галактика
1. Біздің үй галактикасы Құс жолы — құрылымы тегіс, диск тәрізді спираль тәрізді галактика.
2. Барлық жұлдыздар (соның ішінде күн) және дискідегі газ галактикалық орталықтың айналасында сағат тіліне қарсы бағытта айналады (галактикалық жазықтықтың үстіндегі бақылаушы үшін).
3. Күн өзінің бүкіл планеталық жүйесімен бірге Жерді қоса алғанда, галактикалық орталықтан шамамен 25,000 230 жарық жылы қашықтықта Орион-Кигнус спираль иінінде орналасқан және орталықтың айналасында бір айналымды аяқтау үшін шамамен XNUMX миллион жыл қажет.
4. Біздің бақылауларымыздың орны Жер де Құс жолындағы барлық басқалармен бірге галактикалық орталықтың айналасында сағат тіліне қарсы бағытта айналады.

JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES)
1. Мақсаты: ерте ғаламды зерттеу
2. Жоғары қызыл ығысудан ғарыштық түске дейінгі галактиканың пайда болуы мен эволюциясын зерттейді (Ғаламның жасы шамамен 2-3 миллиард жыл болған кездегі z = 2–3 қызыл ығысуларына сәйкес келеді)
3. GOODS-S және GOODS-N терең өрістерінде инфрақызыл бейнелеуді және спектроскопияны пайдаланады (GOODS-N Солтүстік Хаббл терең өрісімен сәйкес келеді, ал GOODS-S Оңтүстік Чандра терең өрісімен сәйкес келеді).
4. Бірінші жылы JADES зерттеушілері үлкен жарылыстан кейінгі алғашқы 650 миллион жылдағы жүздеген үміткер галактикаларды кездестірді.

Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS)
1. Үш Ұлы обсерваторияның терең бақылауларын біріктіреді: Хаббл ғарыштық телескопы, Спитцер ғарыштық телескопы және Чандра рентгендік обсерваториясы және басқа телескоптардың деректерімен бірге.
2. Астрономдарға шалғайдағы, ертедегі ғаламдағы галактикалардың қалыптасуы мен эволюциясын зерттеуге мүмкіндік береді.
3. NASA-ның Ұлы обсерваторияларынан (Спитцер, Хаббл және Чандра), ESA-ның Гершель және XMM-Ньютоннан және жердегі ең қуатты қондырғылардан өте терең бақылауларды біріктіруге бағытталған.

JADES бағдарламасы бойынша JWST түсірген ерте ғаламның терең далалық суреттерінде Құс жолының айналу бағытына қарама-қарсы бағытта айналатын галактикалар саны Құс жолы сияқты бір бағытта айналатын галактикалар санынан 50%-ға артық екені анықталды. Осылайша, ерте ғаламдағы галактиканың спин бағыттарының таралуында айқын асимметрия бар.

Стандартты космологиялық принципке қайшы келетін байқалған асимметрияға жауапты нақты себеп белгісіз. «Ғалам кең ауқымда біртекті және изотропты» деген түсінік дәлелденбеген. JWST-тің терең далалық бақылаулары оны бұзатын сияқты. Мүмкін, бұл принцип толық емес және ерте ғаламның кең ауқымды құрылымын (LSS) дұрыс түсірмейді.

Баламалы космологиялық модельдер стандартты космологиялық принциптің изотропиялық жорамалын бұзады, бірақ галактиканың айналу бағытында байқалған симметрияның бұзылуын түсіндіреді. Қара тесік космологиясы (BHC) және айналмалы Әлем теориясы осындай балама модель болып табылады. Осыған сәйкес, ғалам ата-ана әлеміндегі қара тесік ішінде орналасқан. Қара тесік айналатындықтан, қара тесік ішінде орналасқан ғалам да бір бағытта айналады, демек, мұндай ғаламның осі немесе қолайлы айналу бағыты бар, бұл JWST терең өрісінде байқалған галактикалардың көпшілігінің айналудың бір бағытына ие болуын түсіндіре алады. Ғаламның фракталдық құрылымы - бұл ғаламның кең ауқымды құрылымы фракталдық құрылымға ие деген болжамға негізделген басқа балама модель. Қайталанатын фракталдық үлгі ғаламдағы кездейсоқтықты жоққа шығарады, демек галактикалардың айналу бағыттарында симметрия бұзылады.

Тағы бір мүмкіндік - космологиялық принцип шын мәнінде жарамды, ғалам кездейсоқ және Жердегі бақылаушыға JWST терең өрісіндегі галактика спинінің бағытында байқалған кездейсоқ еместік галактикалардың жарықтығына Құс жолының айналу жылдамдығына қатысты байқалатын галактикалардың айналу жылдамдығының әсері болып табылады. Құс жолының айналу бағытына қарама-қарсы бағытта айналатын галактикалар Доплер ығысу эффектісіне байланысты жарқыраған болып көрінеді және олардың байқалу ықтималдығы жоғары. Дегенмен, айналу жылдамдығының галактикалардың жарықтығына әсері жұмсақ болғандықтан, JADES және басқа бағдарламалар арқылы жасалған бақылауларды түсіндіру қиын. Мүмкін, галактиканың айналу физикасының кейбір белгісіз аспектілері бақылауларға әсер етеді.

***

Әдебиеттер тізімі:

Shamir L., 2025. JWST Advanced Deep Extragalactic Survey жүйесінде галактиканың айналуының таралуы. Корольдік астрономиялық қоғамының ай сайынғы хабарламалары, 538-том, 1-шығарылым, 2025 жылғы наурыз, 76–91 беттер. 17 жылғы 2025 ақпанда жарияланған. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/staf292

Канзас штатының университетінің жаңалықтары – K-State зерттеушісінің зерттеуі Құс жолы, терең ғарыш галактикаларының айналуы туралы таңқаларлық бақылау жасайды. 12 жылдың 2025 наурызында жарияланған. Қол жетімді https://www.k-state.edu/media/articles/2025/03/lior-shamir-james-webb-space-telescope-spinning-galaxies.html

Макс-планк-геселсшафт. Жаңалықтар – Космологиялық принцип бойынша құтқару миссиясы. 17 жылдың 2024 қыркүйегінде жарияланған. Қол жетімді https://www.mpg.de/23150751/meerkat-absorption-line-survey-and-the-cosmological-principle

Aluri PK, et al 2023. Бақыланатын ғалам космологиялық принципке сәйкес келе ме? Классикалық және кванттық гравитация, 40-том, саны 9. 4 жылы 2023 сәуірде жарияланған. DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6382/acbefc