詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡(JWST),自2022年夏季啟動(dòng)以來(lái),已經(jīng)為我們揭示了早期宇宙的諸多秘密,耗資高達(dá)100億美元。然而,其最新的觀測(cè)結(jié)果卻給天文學(xué)家們帶來(lái)了前所未有的困惑。在一項(xiàng)名為“詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡高級(jí)深空河外星系調(diào)查”(JADES)的研究中,一個(gè)令人驚訝的現(xiàn)象浮出水面。
JADES研究團(tuán)隊(duì)利用JWST觀測(cè)了263個(gè)星系,發(fā)現(xiàn)這些星系的旋轉(zhuǎn)方向竟然呈現(xiàn)出一種不尋常的一致性。大約三分之二的星系呈順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),而剩下的三分之一則呈逆時(shí)針?lè)较颉T陔S機(jī)宇宙中,科學(xué)家們?cè)绢A(yù)期星系的旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)各占50%,但這一新發(fā)現(xiàn)顯然打破了這一預(yù)期,暗示星系的旋轉(zhuǎn)可能存在某種偏好方向。
針對(duì)這一奇特現(xiàn)象,目前科學(xué)界尚無(wú)定論。研究團(tuán)隊(duì)提出了兩種可能的解釋。其中一種頗具顛覆性的觀點(diǎn)認(rèn)為,宇宙在誕生之初就處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。這一解釋與黑洞宇宙學(xué)理論不謀而合,該理論認(rèn)為我們所觀測(cè)到的宇宙可能是某個(gè)更大母宇宙中一個(gè)黑洞的內(nèi)部。如果這個(gè)理論成立,那么現(xiàn)有的宇宙理論將面臨重大挑戰(zhàn)。
黑洞宇宙學(xué),又稱史瓦西宇宙學(xué),最早由理論物理學(xué)家拉杰·庫(kù)馬爾·帕特里亞和數(shù)學(xué)家I.J.古德提出。他們認(rèn)為,黑洞的“史瓦西半徑”,即事件視界,同時(shí)也是可見宇宙的邊界。按照這一理論,我們宇宙中的每一個(gè)黑洞都可能是通往另一個(gè)“子宇宙”的門戶。這些子宇宙對(duì)我們來(lái)說(shuō)是不可觀測(cè)的,因?yàn)樗鼈兲幱谑录暯缰螅饩€無(wú)法逃逸。
紐黑文大學(xué)的波蘭理論物理學(xué)家尼科德姆·波普拉夫斯基也支持這一理論。他認(rèn)為,在黑洞內(nèi)部,物質(zhì)的扭轉(zhuǎn)與自旋之間的耦合變得非常強(qiáng),阻止了物質(zhì)無(wú)限壓縮成奇點(diǎn)。相反,物質(zhì)會(huì)達(dá)到一個(gè)有限的、極其大的密度,并開始迅速膨脹。這種大反彈可能是導(dǎo)致我們宇宙膨脹的原因,也就是大爆炸。他還指出,這種理論可以解釋為什么我們今天觀測(cè)到的宇宙在最大尺度上是平坦的、均勻的和各向同性的。
波普拉夫斯基進(jìn)一步解釋說(shuō),根據(jù)愛因斯坦廣義相對(duì)論的擴(kuò)展理論,引力的扭轉(zhuǎn)可以解釋每個(gè)黑洞都會(huì)在其內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)新的子宇宙,并通過(guò)愛因斯坦-羅森橋(蟲洞)與母宇宙相連。在新宇宙中,母宇宙看起來(lái)像是新宇宙唯一白洞的另一側(cè)。這一理論意味著,我們自己的宇宙可能是另一個(gè)宇宙中某個(gè)黑洞的內(nèi)部。
對(duì)于JWST的新發(fā)現(xiàn),波普拉夫斯基表示,如果我們的宇宙有一個(gè)偏好的軸,那將是非常有趣的。這樣的軸可以通過(guò)我們的宇宙是在某個(gè)母宇宙中某個(gè)黑洞的事件視界另一側(cè)誕生的理論來(lái)自然解釋。他還指出,黑洞通常處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài),因此黑洞的旋轉(zhuǎn)軸將影響由黑洞創(chuàng)造的宇宙,并表現(xiàn)為一個(gè)偏好的軸。
另一種對(duì)JWST觀測(cè)結(jié)果的解釋則相對(duì)保守。有觀點(diǎn)認(rèn)為,我們銀河系自身的旋轉(zhuǎn)可能是導(dǎo)致星系在一個(gè)方向上過(guò)度旋轉(zhuǎn)的原因。此前,科學(xué)家們認(rèn)為銀河系的旋轉(zhuǎn)速度太慢,不會(huì)對(duì)JWST的觀測(cè)產(chǎn)生顯著影響。然而,如果這一新發(fā)現(xiàn)得到證實(shí),那么我們將需要重新校準(zhǔn)對(duì)深空宇宙的距離測(cè)量,這可能會(huì)解釋宇宙學(xué)中一些其他未解之謎。
JADES研究團(tuán)隊(duì)的研究成果已于本月發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上。這一發(fā)現(xiàn)不僅挑戰(zhàn)了我們對(duì)宇宙的傳統(tǒng)認(rèn)知,也為未來(lái)的天文學(xué)研究開辟了新的方向。隨著JWST繼續(xù)深入觀測(cè)宇宙,我們或許能夠揭開更多關(guān)于宇宙起源和演化的神秘面紗。