Telescópio Espacial James Webb descobre que a maioria das galáxias gira no sentido horário

 (smithsonianmag.com)
2 pontos por GN⁺ 2025-04-01 | 1 comentários | Compartilhar no WhatsApp
  • Entre 263 galáxias analisadas na imagem de céu profundo JADES do JWST, cerca de dois terços giravam no sentido horário, enquanto o terço restante girava no sentido anti-horário, contrariando as expectativas existentes
  • Pela premissa de um universo isotrópico, segundo a qual o universo parece em geral igual em todas as direções, os sentidos de rotação das galáxias também não deveriam ser enviesados para um lado
  • Lior Shamir, da Kansas State University, analisou quantitativamente as formas das galáxias e afirma que a diferença nos números é clara até mesmo ao observar a imagem
  • As interpretações se dividem em duas grandes linhas: a possibilidade de um universo em rotação, que daria suporte à cosmologia de buracos negros, ou a possibilidade de um viés observacional criado pela rotação da Via Láctea e pelo Doppler shift
  • Se o resultado for confirmado, será necessário recalibrar as medições de distância do universo profundo, o que pode afetar tanto a discrepância na taxa de expansão do universo quanto o problema das grandes galáxias que parecem antigas demais

Assimetria no sentido de rotação revelada pela imagem JADES

  • O James Webb Space Telescope da NASA observa a história do universo desde que foi lançado em dezembro de 2021 para uma órbita solar
  • Na imagem de céu profundo do Advanced Deep Extragalactic Survey(JADES) do JWST, surgiu um resultado indicando que a maioria das galáxias parece girar na mesma direção
  • O artigo, publicado em 17 de fevereiro no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, analisou 263 galáxias
    • Cerca de dois terços giram no sentido horário
    • Cerca de um terço gira no sentido anti-horário
  • Lior Shamir, da Kansas State University, analisou quantitativamente as formas das galáxias, mas diz que a diferença nos números é tão clara na imagem que qualquer pessoa consegue vê-la

Conflito com a hipótese de um universo isotrópico

  • Pela hipótese existente, as galáxias deveriam estar distribuídas de forma uniforme entre uma direção e a outra
  • Dan Weisz, da UC Berkeley, explicou em 2017 na Astronomy que essa expectativa vem do conceito de isotropia, segundo o qual o universo parece em geral igual em todas as direções
  • De acordo com essa premissa, do ponto de vista do observador, as galáxias não deveriam ter um sentido de rotação preferencial

Hipótese de um universo em rotação e possibilidade de viés observacional

  • A primeira possibilidade é a interpretação de que o universo nasceu em um estado de rotação
    • Isso se relaciona à cosmologia de buracos negros, segundo a qual nosso universo existe dentro de um buraco negro de outro universo-mãe
    • Nessa hipótese, buracos negros criam universos em seu interior, e os buracos negros do nosso universo também levam a outros universos-bebê
    • Nikodem Poplawski, da University of New Haven, afirma que um eixo preferencial do universo herdado do eixo de rotação do buraco negro-mãe pode ter influenciado a dinâmica de rotação das galáxias
  • A segunda possibilidade é que a rotação da Via Láctea tenha afetado o resultado das observações
    • Por causa do efeito de Doppler shift, galáxias que giram na direção oposta ao movimento da Via Láctea podem parecer mais brilhantes
    • Como resultado, essas galáxias podem ter sido sobreamostradas na amostra observada pelo telescópio

Impactos que podem levar à recalibração das medições de distância

  • Shamir afirma que, se a segunda explicação estiver correta, será preciso recalibrar as medições de distância do universo profundo
  • A recalibração das medições de distância também pode estar ligada à discrepância na taxa de expansão do universo
  • Ainda não se sabe se estudos adicionais darão suporte à cosmologia de buracos negros, a erros nas medições da expansão do universo ou a alguma outra explicação

Leituras relacionadas

1 comentários

 
GN⁺ 2025-04-01
Comentários do Hacker News
  • O mesmo autor único (um cientista da computação) fez muitas alegações parecidas usando vários conjuntos de dados e, às vezes, chegou a conclusões totalmente contraditórias entre si
    Algumas dessas alegações foram revisadas posteriormente por astrônomos, que encontraram erros de análise e testes estatísticos deficientes. Estudos independentes não encontraram evidências significativas de anisotropia
    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...
    Mesmo olhando só para as alegações relacionadas ao JWST, em 2024 ele afirmou, com base em uma amostra inicial de dados de 34 galáxias, que havia mais galáxias girando na mesma direção que a Via Láctea e que isso era significativo; mas, em um conjunto de dados maior da mesma região, o resultado saiu exatamente ao contrário, com mais galáxias girando na direção oposta. Ainda assim, no novo artigo ele escreve que esse resultado é claramente significativo e não aborda o fato de não ter reproduzido seu resultado anterior
    A área da amostra também é muito pequena, e as rotações de galáxias próximas podem ser correlacionadas entre si, algo que ele não levou em conta. Há vários campos do JWST em direções diferentes, e também dois campos JADES, mas ele apresentou apenas um
    Espero que a equipe editorial da MNRAS tome medidas para não publicar alegações de qualidade tão baixa sem uma revisão mais rigorosa. O texto também repete em grande parte resultados de artigos anteriores, com pouquíssima discussão sobre o novo resultado
    Fonte: https://www.reddit.com/r/cosmology/comments/1ja9i53/the_dist...
    • O autor também é defensor da já bastante refutada teoria da luz cansada
  • Pensando em como ciclones e furacões na Terra giram em direções diferentes nos hemisférios norte e sul, será que poderíamos estar em um dos dois polos do universo observável?
    Se observarmos que a maioria das galáxias ao nosso redor gira em uma direção específica, fico curioso se essa interpretação seria possível
    • Talvez seja uma pergunta ainda mais boba, mas uma galáxia que parece girar no sentido horário não pareceria girar no sentido anti-horário se vista do outro lado?
      Nesse caso, a pergunta real parece ser por que as orientações relativas das galáxias parecem preferir uma rotação para um lado
    • Se isso realmente se confirmar, seria extremamente interessante. Aí também teríamos que perguntar se existe um centro ligando os dois polos e, se existir, o que ele seria
      Como isso acontece na Terra por causa da rotação do planeta e do efeito Coriolis, também poderia significar que o universo inteiro está girando
    • Se não me falha a memória, o Superaglomerado de Virgem é gravitacionalmente ligado. É pura especulação, mas acho possível que as galáxias orbitem o centro do Superaglomerado de Virgem e que isso crie um efeito Coriolis em escala galáctica
    • Existe uma teoria de universo dipolar/toroidal: https://evolvingsouls.com/blog/toroidal-universe/
      O nome do domínio é meio brega, mas o conteúdo é bem relacionado
  • Eu esperava que originalmente fosse 50:50, mas parece haver alguns casos em que a natureza tem uma assimetria tendendo para um lado
    A proporção matéria-antimatéria, moléculas canhotas/destras e agora até a direção de rotação das galáxias. Talvez haja outras coisas que eu tenha deixado passar
    • O fato de termos encontrado neutrinos de mão esquerda, mas não de mão direita, também parece ser um caso parecido
      https://en.wikipedia.org/wiki/Sterile_neutrino
    • Também há a ideia de que raios cósmicos podem explicar a preferência da vida por DNA destro
      "O decaimento rápido dos píons é dominado pela interação fraca, e a interação fraca é a única força fundamental conhecida por ter assimetria de espelho"
      https://www.quantamagazine.org/cosmic-rays-may-explain-lifes...
    • Sobre a proporção matéria-antimatéria, nem sei se deveríamos esperar 50:50 em primeiro lugar. Um 50:50 não seria um sistema muito instável?
      De todo modo, estados instáveis são pouco prováveis, e poderíamos esperar que convergissem para estados estáveis. Os outros exemplos talvez também não sejam 50:50 por razões parecidas
    • Não há também alguma outra explicação observacional para a tendência de os planetas dentro de um mesmo sistema solar orbitarem na mesma direção?
    • Substâncias de química orgânica encontradas em meteoritos aparecem quase igualmente canhotas e destras mesmo quando têm origem extraterrestre
      Quanto ao resto, pode ser que uma ou mais das nossas premissas estejam erradas, e acho que o principal suspeito é o princípio cosmológico
  • A direção de rotação depende do observador. Se eu vejo uma galáxia no sentido horário, um observador do outro lado dessa galáxia a veria no sentido anti-horário
    Então será que estamos simplesmente em uma posição no universo em que vemos 2/3 no sentido horário e o restante no sentido anti-horário?
    • A formulação do artigo em si faz mais sentido: "nesse campo, o número de galáxias girando na direção oposta à Via Láctea é cerca de 50% maior que o número de galáxias girando na mesma direção que a Via Láctea"
    • "Direção de rotação" me parece uma medida bem grosseira. Na prática, parece que poderíamos observar o ângulo da galáxia em relação à nossa
      Por exemplo, 0° seria vista exatamente de cima e, portanto, no sentido horário; 180° seria vista de baixo e, portanto, no sentido anti-horário; 90°/270° seriam vistas de lado. Fico curioso como ficariam as estatísticas usando esse parâmetro
    • Como é difícil intuir espacialmente, imaginei estar em uma sala com setas apontando para a esquerda/direita
      Se houver 3 setas à esquerda à minha frente e mais 3 atrás de mim que também parecem apontar para a esquerda quando eu me viro, ao passar por uma delas pode sobrar 2 à esquerda de um lado, enquanto uma das setas que estava à frente vira uma seta para a direita, fazendo o total parecer 5 à esquerda e 1 à direita

Portanto, a observação em si é possível, mas ainda não explica por que surge o desequilíbrio. Na maior parte do universo, eu esperaria uma distribuição mais ou menos uniforme, independentemente do ponto de vista

  • Todo mundo fala da hipótese do buraco negro, mas, para mim, uma suposição incorreta sobre a rotação da Via Láctea parece mais plausível. Isso porque essa explicação também poderia explicar outros dois problemas
    "A recalibração das medições de distância também pode explicar questões em aberto da cosmologia, como a diferença na taxa de expansão do universo e as galáxias gigantes que, pelas medições de distância atuais, deveriam ser mais antigas que o próprio universo"
    • Não entendo como a rotação de 1e-16 Hz da Via Láctea afeta a forma como percebemos a direção de outras galáxias espirais
    • A modelagem parece algo trivial. Parece complexo, mas seria um bom tema de doutorado para alguém procurando algo que use só trigonometria básica. A conclusão provavelmente seria "não"
  • Horário em relação a quê? Existe uma direção para cima no universo?
    Ou é apenas uma direção relativa a outras galáxias?
    • É horário do nosso ponto de vista. A expectativa é que, em qualquer direção para a qual olhemos, e de qualquer lugar de onde se observe, os dois sentidos de rotação apareçam em números iguais
    • Imagino que tenham usado um sistema de coordenadas padrão, por exemplo algo como https://en.m.wikipedia.org/wiki/Supergalactic_coordinate_sys...
    • A formulação no artigo real faz mais sentido: "Nesse campo, o número de galáxias que giram na direção oposta à da Via Láctea é cerca de 50% maior do que o número de galáxias que giram na mesma direção que a Via Láctea"
  • Não sei como funciona a parte de que "por causa do efeito Doppler, os astrônomos esperam que galáxias que giram na direção oposta ao movimento da Via Láctea pareçam mais brilhantes"
    A página vinculada também não explica por que a rotação passa a importar. Um lado vem em nossa direção e o outro se afasta, independentemente do sentido de rotação, então isso não deveria afetar o brilho médio da galáxia inteira
    O artigo original (https://academic.oup.com/mnras/article/538/1/76/8019798?logi...) cita alguns artigos relacionados, incluindo https://www.mdpi.com/2073-8994/15/6/1190. Ou isso não respondeu à minha pergunta, ou eu não entendi, mas diz que a magnitude esperada da variação de brilho é de 0,6%. Não parece capaz de explicar uma proporção observada de sentidos de rotação de 1:2
    • Não entendo muito de física, mas ouvi dizer que há dois tipos de fenômenos sensíveis à rotação. Um é o spin fixo de partículas quânticas, mas esse "spin" aqui pode ser uma palavra que físicos escolheram porque soa bem, como o "charm" do quark charm, então não vou me aprofundar nisso
      O outro é o eletromagnetismo. Se você move uma partícula carregada em círculo, surge um campo magnético perpendicular ao círculo, e o aspecto desse campo magnético muda dependendo de qual lado você observa
      Não sei como isso afetaria a luz emitida, mas também fico curioso se a direção do campo magnético de uma galáxia se correlaciona com seu sentido de rotação
      Talvez o campo magnético polarize a luz, e dois campos magnéticos em direções iguais ou diferentes a polarizem de modo a afetar o brilho observado, mas pode ser um palpite sem informação suficiente
    • Pode ser uma referência sutil ao que normalmente se chama feixe relativístico ou efeito de feixe Doppler. Só que, em geral, é um efeito que associamos a matéria se movendo a velocidades bem próximas à da luz
      [0]: https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_beaming
    • Um lado se afasta de nós e o outro se aproxima. Portanto, as velocidades relativas são diferentes, e essa diferença é detectável
  • É interessante, mas fico me perguntando se era mesmo necessário o JWST para perceber isso, ou se simplesmente ninguém tinha verificado até agora
    Por exemplo, há alguma assimetria perceptível nos sentidos de rotação das galáxias incluídas no Hubble XDF?
    Lior Shamir escreveu que, nos últimos anos, vários levantamentos do céu independentes entre si mostraram assimetria, mas a escala era de cerca de 2%
    https://www.mdpi.com/2073-8994/16/10/1389
    https://aas.org/sites/default/files/2020-05/lior_aas236.pdf
    A assimetria vista nos trabalhos iniciais do JWST e nos campos de céu profundo mais recentes é mais de uma ordem de grandeza maior do que isso
    Além disso, os dados anteriores mostravam uma assimetria anisotrópica, como +6% em uma direção e -5% em outra, o que é completamente diferente de se relatar, como agora, +50% como uma característica geral
  • Há também uma discussão relacionada: https://news.ycombinator.com/item?id=43372271 ("Is our universe trapped inside a black hole? This JWS Telescope discovery (space.com)", 56 comentários)
  • "Essa direção de rotação preferida pode se dever a uma de duas razões: ou todo o nosso universo está dentro de um buraco negro, ou os astrônomos vêm medindo incorretamente a expansão do universo"
    É o subtítulo da matéria, e é um resumo realmente excelente
    • Não sou muito versado em mecânica celeste, mas, como há muitas reações do tipo "estamos dentro de um buraco negro", fiquei curioso. Alguém sabe por que um buraco negro favoreceria um sentido de rotação específico?
    • Acho impressionante que, entre várias respostas de deixar a cabeça girando para explicar esse sentido de rotação, tenham escolhido "na verdade, o nosso universo inteiro está dentro de um buraco negro". Como se isso explicasse tudo de forma elegante