El telescopio espacial James Webb descubre que la mayoría de las galaxias giran en sentido horario

 (smithsonianmag.com)
2 puntos por GN⁺ 2025-04-01 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp
  • De las 263 galaxias analizadas en la imagen de cielo profundo JADES del JWST, cerca de dos tercios giran en sentido horario y el tercio restante en sentido antihorario, un resultado que contradice las expectativas previas
  • Bajo el supuesto de un universo isotrópico, según el cual el universo se ve en general igual en todas las direcciones, las direcciones de rotación de las galaxias no deberían inclinarse hacia un lado
  • Lior Shamir, de Kansas State University, analizó cuantitativamente las formas de las galaxias y afirma que la diferencia en las cantidades es clara incluso al ver la imagen
  • Las interpretaciones se dividen en dos grandes ramas: la posibilidad de un universo en rotación que respalde la cosmología de agujeros negros, o la posibilidad de un sesgo observacional causado por la rotación de la Milky Way y el Doppler shift
  • Si se confirma el resultado, sería necesario recalibrar las mediciones de distancia del universo profundo, y esto también podría afectar la discrepancia en la tasa de expansión del universo y el problema de las galaxias masivas que parecen demasiado antiguas

La asimetría en la dirección de rotación revelada por la imagen JADES

  • El James Webb Space Telescope de la NASA fue lanzado a una órbita solar en diciembre de 2021 y desde entonces ha observado la historia del universo
  • En la imagen de cielo profundo del Advanced Deep Extragalactic Survey(JADES) del JWST, apareció un resultado que sugiere que la mayoría de las galaxias giran en la misma dirección
  • El artículo, publicado el 17 de febrero en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, analizó 263 galaxias
    • Alrededor de dos tercios giran en sentido horario
    • Alrededor de un tercio gira en sentido antihorario
  • Lior Shamir, de Kansas State University, analizó cuantitativamente las formas de las galaxias, pero afirma que la diferencia en las cantidades es tan evidente en la imagen que cualquiera puede verla

Choque con el supuesto de un universo isotrópico

  • Según los supuestos existentes, las galaxias deberían estar repartidas de manera uniforme entre una dirección y la otra
  • Dan Weisz, de UC Berkeley, explicó en Astronomy en 2017 que esta expectativa proviene del concepto de isotropía, según el cual el universo se ve en general igual en todas las direcciones
  • Bajo esa premisa, desde la perspectiva del observador, las galaxias no deberían tener una dirección de rotación preferida

Hipótesis de un universo en rotación y posible sesgo observacional

  • La primera posibilidad es la interpretación de que el universo nació en un estado de rotación
    • Esto se conecta con la cosmología de agujeros negros, según la cual nuestro universo existe dentro de un agujero negro de otro universo padre
    • En esta hipótesis, los agujeros negros crean universos en su interior, y los agujeros negros de nuestro universo también conducen a otros universos bebé
    • Nikodem Poplawski, de University of New Haven, afirma que un eje preferente del universo heredado del eje de rotación del agujero negro padre podría haber influido en la dinámica de rotación de las galaxias
  • La segunda posibilidad es que la rotación de la Milky Way haya influido en los resultados de la observación
    • Debido al efecto Doppler shift, las galaxias que giran en sentido contrario al movimiento de la Milky Way podrían verse más brillantes
    • Como resultado, esas galaxias podrían estar sobremuestreadas en la muestra observada por el telescopio

Impacto que podría llevar a recalibrar las mediciones de distancia

  • Shamir afirma que, si la segunda explicación es correcta, habría que recalibrar las mediciones de distancia del universo profundo
  • La recalibración de las mediciones de distancia también podría estar vinculada con la discrepancia en la tasa de expansión del universo
  • Aún no está claro si investigaciones adicionales respaldarán la cosmología de agujeros negros, errores en las mediciones de la expansión del universo u otra explicación

Lecturas relacionadas

1 comentarios

 
GN⁺ 2025-04-01
Opiniones en Hacker News
  • El mismo autor único (un científico de la computación) ha hecho muchas afirmaciones similares con varios conjuntos de datos y, a veces, incluso llegó a conclusiones totalmente contradictorias entre sí.
    Algunas de esas afirmaciones fueron revisadas posteriormente por astrónomos, quienes encontraron errores de análisis y pruebas estadísticas deficientes. Estudios independientes no encontraron evidencia significativa de anisotropía.
    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...
    Incluso mirando solo la afirmación relacionada con JWST, en 2024 sostuvo, con una muestra inicial de datos de apenas 34 galaxias, que había más galaxias que giraban en la misma dirección que la Vía Láctea y que eso era significativo; pero en un conjunto de datos más amplio de la misma región apareció exactamente lo contrario: había más en la dirección opuesta. Sin embargo, en el nuevo artículo escribe que este resultado es claramente significativo y no aborda que no pudo reproducir su resultado anterior.
    La región de la muestra también es muy pequeña, y la rotación de galaxias cercanas puede estar correlacionada, pero no tomó eso en cuenta. Hay varios campos de JWST en distintas direcciones, y también dos campos JADES, pero solo publicó uno.
    Espero que el equipo editorial de MNRAS tome medidas para no publicar afirmaciones de tan baja calidad sin una revisión más estricta. El texto también repite en gran medida los resultados de artículos anteriores, y casi no hay discusión sobre el nuevo resultado.
    Fuente: https://www.reddit.com/r/cosmology/comments/1ja9i53/the_dist...
    • El autor también es partidario de la teoría de la luz cansada, que ya ha sido refutada ampliamente.
  • Pensando en cómo los ciclones y huracanes de la Tierra giran en direcciones distintas en el hemisferio norte y en el sur, ¿podría ser que estemos en uno de los dos polos del universo observable?
    Me pregunto si esa interpretación sería posible si se observa que la mayoría de las galaxias a nuestro alrededor giran en una dirección determinada.
    • Puede que esta sea una pregunta aún más tonta, pero una galaxia que parece girar en sentido horario, ¿no se vería en sentido antihorario si la miráramos desde el otro lado?
      Entonces parece que la verdadera pregunta sería por qué las orientaciones relativas de las galaxias parecen preferir una rotación hacia un lado.
    • Si realmente se demuestra algo así, sería increíblemente interesante. Entonces también habría que preguntar si existe un centro que conecte esos dos polos y, de existir, qué sería.
      Como esto ocurre en la Tierra por la rotación del planeta y el efecto Coriolis, también podría significar que el universo entero está rotando.
    • Si mal no recuerdo, el Supercúmulo de Virgo está ligado gravitacionalmente. Es pura especulación, pero podría ser que las galaxias orbiten alrededor del centro del Supercúmulo de Virgo y que eso genere un efecto Coriolis a escala galáctica.
    • Existe la teoría del universo dipolar/toroidal: https://evolvingsouls.com/blog/toroidal-universe/
      El nombre del dominio es algo cursi, pero el contenido es bastante relevante.
  • Originalmente esperaba que fuera 50:50, pero parece que en la naturaleza hay algunas asimetrías sesgadas hacia un lado.
    La proporción materia-antimateria, moléculas zurdas/diestras y ahora incluso la dirección de rotación de las galaxias. Puede que haya más cosas que se me escapen.
    • Me parece que el hecho de que se hayan encontrado neutrinos zurdos, pero no diestros, es un caso parecido.
      https://en.wikipedia.org/wiki/Sterile_neutrino
    • También hay algo sobre que los rayos cósmicos podrían explicar el sesgo de la vida hacia el ADN diestro.
      "La rápida desintegración de los piones está dominada por la interacción débil, que es la única fuerza fundamental conocida por romper la simetría especular"
      https://www.quantamagazine.org/cosmic-rays-may-explain-lifes...
    • No sé si, para empezar, deberíamos esperar una proporción 50:50 de materia-antimateria. ¿No sería un sistema muy inestable si fuera 50:50?
      En cualquier caso, se puede esperar que un estado inestable tenga baja probabilidad y converja hacia un estado estable. Tal vez los otros ejemplos tampoco sean 50:50 por razones similares.
    • ¿No hay también otra explicación observacional para la tendencia de los planetas dentro de un mismo sistema solar a orbitar en la misma dirección?
    • Las sustancias de química orgánica encontradas en meteoritos muestran proporciones casi iguales de formas zurdas y diestras incluso cuando su origen es extraterrestre.
      Lo demás podría deberse a que una o más de nuestras premisas son incorrectas, y creo que el principal sospechoso es el principio cosmológico.
  • La dirección de rotación depende del observador. Si yo veo una galaxia girando en sentido horario, un observador que la mire desde detrás la verá girar en sentido antihorario.
    Entonces, ¿será simplemente que, por nuestra posición en el universo, vemos 2/3 en sentido horario y el resto en sentido antihorario?
    • La formulación del artículo real tiene más sentido: "En ese campo, el número de galaxias que rotan en dirección opuesta a la Vía Láctea es aproximadamente 50% mayor que el número de galaxias que rotan en la misma dirección que la Vía Láctea".
    • Me parece que "dirección de rotación" es una medición bastante burda. En realidad, podríamos ver el ángulo de una galaxia respecto de nuestra galaxia.
      Por ejemplo, definir 0° como vista exactamente desde arriba y por tanto en sentido horario, 180° como vista desde abajo y por tanto en sentido antihorario, y 90°/270° como vista de lado; me pregunto qué pasaría si se hiciera estadística con ese parámetro.
    • Como es difícil visualizarlo espacialmente, imaginé que estoy parado en una habitación y hay flechas que apuntan a la izquierda/derecha.
      Hay 3 flechas hacia la izquierda delante de mí y otras 3 detrás que, al darme vuelta, también se ven hacia la izquierda; pero si paso junto a una de ellas, de un lado quedan 2 hacia la izquierda y una de las flechas que estaba delante se convierte en una flecha hacia la derecha, de modo que en total podría quedar algo como 5 hacia la izquierda y 1 hacia la derecha.

Así que la observación en sí es posible, pero aun así no explica por qué aparece el desequilibrio. En la mayoría de las ubicaciones del universo, uno esperaría una distribución más o menos uniforme desde cualquier punto de vista.

  • Todos hablan de la hipótesis del agujero negro, pero a mí me parece más plausible una suposición incorrecta sobre la rotación de la Vía Láctea. Porque esa explicación también podría explicar los otros dos problemas.
    "Una recalibración de las mediciones de distancia podría explicar preguntas abiertas de la cosmología, como la diferencia en la tasa de expansión del universo y las galaxias masivas que, según las mediciones de distancia existentes, tendrían que ser más antiguas que el propio universo".
    • No entiendo cómo la rotación de 1e-16 Hz de la Vía Láctea afecta la forma en que percibimos la dirección de otras galaxias espirales.
    • El modelado debería ser trivial. Parece complejo, pero sería un buen tema de doctorado para alguien que busque algo que solo use trigonometría básica. La conclusión probablemente sea "no".
  • ¿Con respecto a qué es en sentido horario? ¿Hay una dirección hacia arriba en el universo?
    ¿O es simplemente una dirección relativa a otras galaxias?
    • Es en sentido horario desde nuestra perspectiva. Lo esperable es que, miremos en la dirección que miremos y desde donde miremos, veamos la misma cantidad de rotaciones en ambos sentidos.
    • Supongo que habrán usado un sistema de coordenadas estándar, por ejemplo algo como https://en.m.wikipedia.org/wiki/Supergalactic_coordinate_sys....
    • La formulación del paper real tiene más sentido: "En ese campo, la cantidad de galaxias que rotan en sentido opuesto a la Vía Láctea es aproximadamente 50% mayor que la cantidad de galaxias que rotan en el mismo sentido que la Vía Láctea".
  • No entiendo cómo funciona la parte que dice: "Debido al efecto Doppler, los astrónomos esperan que las galaxias que rotan en dirección opuesta al movimiento de la Vía Láctea se vean más brillantes".
    La página enlazada tampoco explica por qué la rotación se vuelve importante. Un lado se acerca a nosotros y el otro se aleja, independientemente de la dirección de rotación, así que eso no debería afectar el brillo promedio de toda la galaxia.
    El paper original (https://academic.oup.com/mnras/article/538/1/76/8019798?logi...) enlaza algunos papers relacionados, entre ellos https://www.mdpi.com/2073-8994/15/6/1190. No respondió mi pregunta, o no lo entendí, pero dice que la magnitud esperada del cambio de brillo es de 0,6%. No parece que eso pueda explicar una proporción observada de direcciones de rotación de 1:2.
    • No sé mucho de física, pero escuché que hay dos tipos de fenómenos sensibles a la rotación. Uno es el espín fijo de las partículas cuánticas, aunque aquí "espín" podría ser una palabra que los físicos eligieron porque les gustaba cómo sonaba, como el "charm" del quark charm, así que no voy a profundizar.
      El otro es el electromagnetismo. Si se mueve una partícula cargada en círculo, se genera un campo magnético perpendicular al círculo, y el patrón del campo magnético cambia según desde qué lado se lo mire.
      No sé cómo afecta eso a la luz emitida, pero también me pregunto si la dirección del campo magnético de una galaxia está correlacionada con su dirección de rotación.
      Tal vez el campo magnético polarice la luz, y que dos campos magnéticos la polaricen en la misma dirección o en direcciones distintas podría afectar el brillo observado, pero puede ser una conjetura con poca información.
    • Podría ser una referencia sutil a lo que normalmente se llama efecto de haz relativista o efecto de haz Doppler. Pero por lo general es un efecto que uno asocia con materia moviéndose a velocidades bastante cercanas a la de la luz.
      [0]: https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_beaming
    • Un lado se aleja de nosotros y el otro se acerca. Por eso las velocidades relativas son distintas, y esa diferencia es detectable.
  • Es interesante, pero me pregunto si realmente hacía falta el JWST para notar esto, o si simplemente nadie lo había verificado hasta ahora.
    Por ejemplo, ¿hay una asimetría notable también en las direcciones de rotación de las galaxias incluidas en el Hubble XDF?
    Lior Shamir escribió que en los últimos años varios sondeos del cielo no relacionados entre sí mostraron asimetrías, pero de una magnitud de alrededor del 2%.
    https://www.mdpi.com/2073-8994/16/10/1389
    https://aas.org/sites/default/files/2020-05/lior_aas236.pdf
    La asimetría observada en los trabajos iniciales del JWST y en campos de cielo profundo más recientes es más de un orden de magnitud mayor.
    Además, los datos anteriores mostraban una asimetría anisotrópica según la dirección, como +6% en una dirección y -5% en otra, lo cual es completamente distinto de que se reporte un +50% como característica general, como en este caso.
  • También hay una discusión relacionada: https://news.ycombinator.com/item?id=43372271 ("Is our universe trapped inside a black hole? This JWS Telescope discovery (space.com)", 56 comments)
  • "Esta dirección de rotación preferida podría deberse a una de dos razones: que todo nuestro universo esté dentro de un agujero negro, o que los astrónomos hayan estado midiendo mal la expansión del universo".
    Es el subtítulo del artículo, y de verdad es un resumen excelente.
    • No soy experto en mecánica celeste, pero como hay muchas reacciones de "estamos dentro de un agujero negro", me da curiosidad: ¿se sabe por qué un agujero negro preferiría una dirección de rotación específica?
    • Me parece impresionante que, entre las muchas respuestas que te dejan con la cabeza dando vueltas para explicar esta dirección de rotación, hayan elegido "en realidad, todo nuestro universo está dentro de un agujero negro". Como si eso lo explicara de forma limpia.