宇宙中所有天體都在旋轉 宇宙在轉還是不轉?

原標題:既然宇宙中的所有天體都有旋轉,那宇宙是轉還是不轉?

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【新唐人北京時間2020年06月06日訊】自轉又可以稱為轉動,是物體圍繞其旋轉中心(或點)做一個圓形運動的現象。三維的物體總是可以圍繞(一種被稱為)旋轉軸的無數個虛線自轉。如果軸穿過其物體的整個質量中心,就可以可稱該物體在自轉。如果是物體圍繞一個外部點(例如地球圍繞太陽)的自轉,則可稱為公轉或軌道自轉,這通常是在引力作用下產生的。

對於我們每一個人來說,一天都是24個小時,這是地球的自轉決定的。除了自轉以外,地球還有公轉,圍繞著太陽,大約每365天可以旋轉一圈。

而太陽也是在自轉的,平均每25天左右自轉一圈。同時,太陽也是在進行公轉的,它帶領著整個太陽系圍繞著銀河系的中心公轉,每2.5億年左右完成一次公轉。

對於這個銀河系來說,自轉也是一種不得不遵從的宇宙法則——太陽系的公轉就是銀河系自轉的一個體現。與此同時,它也在本星系群內做著運動。

宇宙中的所有天體都有旋轉(pixabay)

那麼,既然宇宙中的所有天體都有旋轉,是否意味著宇宙也處於旋轉的狀態呢?

按照上面的思路來考慮,確實是這樣沒錯。不過,當旋轉的問題上升到宇宙的級別,就不是那麼簡單了,還涉及到了很多方面的內容。

目前來說,這個問題的主流看法恰恰和上面的思路相反,科學家普遍認為宇宙是不旋轉的,這首先和愛因斯坦的廣義相對論是比較符合的(注意,只是比較符合,廣義相對論也不是完全否定宇宙旋轉的情況)。同時,很多觀測結果也讓我們得出了這個結論。

事實上,宇宙是否旋轉,和另一個問題是等價的,那就是——宇宙是否有各向同性,也就是說,當我們朝宇宙的不同方向上看去,看到的宇宙是否都是一致的。

根據目前的觀測來說,宇宙確實有各向同性。不論我們站在地球的哪一個位置,觀測哪個方向的宇宙,雖然星星的分布「圖案」並不一樣,但是從數量、退行速度、宇宙尺度等方面來說,並沒有多少差別。

同時,根據宇宙微波背景輻射來看,宇宙各個方向上的溫度也都高度一致,僅有1/1000攝氏度的差異。

因此,有一項研究認為,宇宙有95%的可能性是非常均勻的。另一項研究甚至認為,宇宙有各向同性的機率高達120000:1。

這意味著,宇宙很可能是不旋轉的,因為,如果宇宙旋轉,勢必會導致一些扭曲,想一想你家水槽裡倒進去水時的漩渦就可以理解了。然而我們並沒有發現宇宙的「扭曲」,所以很多人相信,宇宙是並不旋轉的。

同時,如果宇宙旋轉的話,它應該有一個自轉軸或者旋轉的中心,這個自轉軸或者中心又在哪裡呢?

然而,問題在於,觀測方面的確給了科學家足夠的理由去相信宇宙不旋轉,但是理論方面,我們無法完全證明這個現象。

在2020年6月1日召開的美國天文學會年會上,美國堪薩斯州立大學(Kansas State University)的研究團隊發布了他們的最新研究成果。通過分析二十多萬個旋渦星系的自轉方向,他們發現了這些星系的自轉之間的奇特聯繫和宇宙結構。

這些不尋常的聯繫所形成的結構可能暗示著宇宙也在自轉。

這項新研究與先前對宇宙大尺度結構的理解相矛盾。幾十年來,科學家一直認為宇宙沒有朝著特定的方向擴展,其中的星系也沒有特定的結構分布。

但是這項新研究表明,在宇宙中普遍存在的旋渦星系的自旋的方向似乎顯示出特定的結構。而這必須通過大量分析天文觀測數據才能發現。

「應用數據科學的方法不僅可以節約天文學研究的成本,而且還使我們能夠以完全不同的方式觀察宇宙,」堪薩斯州立大學的Lior Shamir教授說,「旋渦星系的分布所表現出的幾何結構很清晰,但是只有在分析大量星系時才能觀察到。」

漩渦星系的自轉方向取決於觀測者的位置。如果在地球上看到一個星系按順時針方向旋轉,那麼從銀河系對面的另一個星球上看它就是在逆時針方向旋轉。

如果宇宙沒有特定的結構,那麼科學家期望看到每種方式旋轉的星係數目大致相等。但是,新研究數據表明事實並非如此。

科學家使用人工智能對通過望遠鏡拍攝到的上億個星系的圖像進行分類,並了解它們的旋轉方式。

他們發現,逆時針和順時針旋轉的星係數量有所不同,相差大約2%。然而,由於科學家分析了大量的星系樣本,因此這種差距應該只有四十億分之一。

而且,旋轉的差異似乎在隨著距離變化。如果星系離地球越遠,這種自轉方向的差距就越大。這意味著早期的宇宙可能在更規則的自轉,並且混亂程度更低。

Shamir教授說:「數據分析中沒有任何錯誤或污染會通過這種獨特,複雜和一致的方式表現出來。即使我們使用兩次不同的巡天觀測數據中完全不同的星系樣本,我們還是得出完全相同的模式。沒有統計錯誤可以導致這種情況。這說明我們生活的宇宙就是這個樣子。」

(轉自希望之聲/責任編輯:葉萍)

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