Když v prosinci 2021 vypouštěli Vesmírný dalekohled Jamese Webba, čekalo se, že objeví pozoruhodné, zvláštní i šokující věci, které dost možná otřesou kosmologickými modely. Což se už několikrát doopravdy stalo. Ale tohle nečekal nejspíš nikdo. Pokud byste se na to někoho tehdy zeptali, podezíravě by si vás prohlédl a považoval by vás za bláznivého vesmírného konspirátora.
Jde o pozoruhodný výzkum, který ihned vystřelil v hitparádách sledovanosti zpráv o výzkumu. V tomto případě jistě nebude od věci použít nálepku kontroverzní, protože s tímto výzkumem pojí několik varovných symptomů, což ale ještě samo o sobě není diskvalifikace. Nicméně, velké věci si žádají velké nároky. Výzkum má jediného autora, kterým je Lior Shamir z Kansas State University. To v dnešní době znamená, že jste buď extrémně specializovaný anebo výstřední samotář.
Další věc je, že Shamir není astrofyzik (i když ho zjevně mnoho let baví galaxie), nýbrž odborník na sofistikovanou analýzu obrazu, strojové učení, nauku o datech a je i vzdělaný v umění. Pomocí algoritmů analyzuje nejen galaxie, ale architekturu, umělecký styl Pabla Picassa, texty Beatles nebo třeba penaltové kopy a žluté karty ve fotbalových zápasech či vývoj platů fotbalistů. Což není míněno jako kritika, ale spíše obdiv.
Tohle všechno vedlo k fascinující studii ve slušně vlivném časopisu, se kterou si teď vědci příliš nevědí rady. Řečeno slovy tiskové zprávy z Kansasu, je to jedna z doposud nejjednodušších a přitom nejvíce zneklidňujících analýz hlubokého vesmíru. Shamir vzal snímky pořízené v rámci James Webb Space Telescope Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) a zjistil, že většina velmi vzdálených spirálních galaxií rotuje ve stejném směru. Nejde přitom o nějakých pár desetinek procenta. Asi dvě třetiny spirálních galaxií v mladém vesmíru rotují vzhledem k Mléčné dráze opačně a jen asi třetina rotuje shodně.
Tohle je samozřejmě podpásovka. Takhle by to být nemělo, tedy pokud je vesmír náhodné povahy. Počty galaxií v těchto dvou skupinách by měly být velmi podobné. Jenomže očividně nejsou a to ani zdaleka. Shamir použil k analýze 263 spirálních galaxií ze zorného pole JADES, které byly jasně patrné, a bylo u nich možné spolehlivě určit směr rotace. Autor studie k tomu lakonicky dodává, že sice jde o produkt počítačové analýzy, ale směr rotace je na spirální galaxii v řadě případů jasně vidět. Malé dítě by to zvládlo analyzovat za bonbon a udělalo by to správně.
Otázkou je, co s tím. Pokud nejde o nějakou divnou systematickou chybu, kterou by Shamir spáchal, nabízejí se podle něj dvě základní vysvětlení. Obě rozhodně stojí za pozornost a každé z nich by posunulo vědu o vesmíru zase o kus dál.
Prvním vysvětlením může být, že se vesmír zrodil jako rotující entita. To by bylo v souladu s některými teoriemi, jako je třeba černoděrová kosmologie, založená na tom, že se celý vesmír nachází uvnitř černé díry.
Druhou možností je, že rotace Sluneční soustavy kolem galaktického centra v souvislosti s Dopplerovým jevem způsobuje, že záření z galaxií rotujících opačným směrem je obecně intenzivnější. Podstatně víc intenzivnější, než vědci čekali. Je-li to pravda, pak bude nutné překalibrovat měření vzdáleností v hlubokém vesmíru, což by se mohlo dramaticky odrazit v kosmologii. Ať tak či onak, tohle stojí za to prozkoumat.
Video: Lior Shamir | Asymmetry in JWST Deep Fields and Its Link to Consistent Redshift Bias
Literatura
Kansas State University 12. 3. 2025.
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 538: 76–91.
Co znamená tajuplné uspořádání výtrysků supermasivních černých děr?
Autor: Stanislav Mihulka (14.04.2016)
Radioastronomové objevili nový typ záhadných kruhových objektů ve vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (11.07.2020)
Zvláštní dvojice vzdálených galaxií může být první detekcí kosmické struny
Autor: Stanislav Mihulka (30.09.2023)
Webbův dalekohled narazil na záhadu: Tři „rubíny“ v raném vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (29.06.2024)
Diskuze:
Rotace Vesmíru, nepodložená spekulace
František F,2025-03-17 10:38:56
Několikrát bylo zmíněno v diskusi o rotaci Vesmíru.
Přidám, jako i dole jsem dal:
Vůči čemu by měl Vesmír rotovat? Je snad umístěný v nějakém nadprostoru? O tom můžeme spekulovat, ale neodhaduji, čím tohle podložit.
Re: Rotace Vesmíru, nepodložená spekulace
D@1imi1 Hrušk@,2025-03-17 11:28:51
Je nadprostor nutný k tomu, aby se projevily Coriolisovy síly?
Re: Re: Rotace Vesmíru, nepodložená spekulace
František F,2025-03-17 14:35:21
Vyjdu z názoru, že nad naším světem není další nadřazený.
Odhadnu dvě možnosti. Buďto svět funguje tak, že C. síla se pro Vesmír uplatňuje, anebo naopak. Nevidím samozřejmost, že by se musela Vesmíru uplatňovat, když je sám sobě základem celé existence. Asi váhání není v rozporu s příspěvky, co zde byly.
Ja si rejpnu.
Jaroslav Kalina,2025-03-16 19:26:17
Vsechny galaxie rotuji stejnym smerem, staci se podivat z druhe strany2
prvni impuls
Zdeno Janeček,2025-03-15 20:57:49
ono asi zalezi na tom, z ktere strany dostali prvni facku ;-)
zorné pole
Ludvík Urban,2025-03-15 17:17:21
Vzorek, tedy zorné pole, na kterém to autor počítal, má velikost 0.2 stupně v rektascenci je 0.2 a a zhruba 0.185 v deklinaci.
To je (opět zhruba) dvě tisíciny procenta oblohy.
Neměl by být problém vzít si "pár", nejlépe náhodně vybraných sektorů a spočítat ty vektory rotačních os i tam. A porovnat to.
Jestli se autor nesekl v metodě, už by na tom mělo pár studentíku pracovat...
Re: zorné pole
D@1imi1 Hrušk@,2025-03-15 18:07:34
Díky za doplnění. Jestli se všechny ty galaxie nacházejí na stejné straně viditelného vesmíru, navíc v úzké výseči, převaha jednoho směru rotace mi tak šokující nepříjde. Viz komentář pana Floriana níže - ve Sluneční soustavě se také většina objektů točí jedním směrem.
Re: Re: zorné pole
Ludvík Urban,2025-03-15 18:53:20
Koukám, že porovnání z jiných míst oblohy hned tak nebude. HUDF je jen jeden. Galaxií je v něm určených na deset tisíc, spočítaných spekter je na pět tisíc, ale jen u těch 263 se povedlo určit předmětnou rotaci.
Nicméně bych vsadil basu piv, že z JADESe nobelovka vypadne.
Re: Re: Re: zorné pole
F M,2025-03-19 01:48:42
Píši po přečtení (Jakš takš) originálu. Ono těch pozorování bylo víc i před Webem, ale to právě vychází spíš s malými rozdíly (1%,2% z vyšších tisíc a tak), menší rozdíly by měly být v pořádku plynou z té rotace galaxie. Celé je to asi součást nějaké delší práce, většina jsou jen odkazy na předchozí dílo stejného autora (co jsem si všiml nejméně od 2011), s výjimkou některých obecnějších méně konfliktních částí.
Například si tam někdo (astronom výzkumník) přizpůsobuje ten jeho mechanismus a vylučuje z něj to co se mu nezdá aplikuje a výsledek je vyrovnaný. Na což se reaguje tím, že se vyloučily právě ty složky které umožňují to správné třídění a tím se maskuje ten rozdíl. Otázka zda je ten algoritmus vůbec správný (osobně ho považuji za část která by se u hledání chyby měla projít jako první).
Funguje to tak (ten základ který je uváděn), že se "vyrobí" matice galaxie (čtverečky,nízká sta) s hodnotami intenzity jasu a tam se hledají píky, píky potom vyhodnocuje AI a hledá v nich ramena. Tam jsou nějak směřující čáry které je mají reprezentovat a podle směru (odklonu od vertikály) se to přiřadí.
Ty nerovnováhy rotace mají být největší v blízkosti galaktických pólů a opačné, je tam obrázek a odkaz na dřívější autorovu práci. Ten růst nerovnováhy s vzdáleností, to je opět "jen" odkaz na sebe sama.
K vytvoření alespoň nějakého obrázku by to chtělo vidět reakci opozice odborníků. Těch možností, kde může dělat autor chybu, může dojít k zesílení nějakého efektu, je strašné mnoho. Také by bylo dobré srovnání s naměřenými posuny přímo ze spektroskopie, tam by ty rotace (třeba z měření rotačních křivek) měly být zjevné. Jak jsem psal, autor vydal v tomto směru spoustu prací za spoustu let, jaké jsou reakce?
Viktor Spicka,2025-03-15 14:32:17
Čistě teoreticky ,pokud žijeme v simulaci/matrixu ,předpoklada se určité zjednodušení mimo hranice předpokládaného dohledu ...
A co třeba když
Václav Motl,2025-03-15 14:05:17
A třeba je náš pozorovatelný vesmír jen taková lokální odchylka v jeho nezměrné velikosti. Za mě je to prozatímn jen nic nevypovídající zajímavůstka.
Jednou dat bude určitě více, a i pak, ať to bude všelijak, maximálně to podnítí naší představivost a určitě několik možná zajímavých, možná protichůdných a možná i zbytečných publikací.
Ale zajímavé to rozhodně je a můžeme přemýšlet proč to tak je.
Po smeru nebo proti smeru
Jaroslav Kalina,2025-03-15 10:34:47
hodinovych rucicek? Jsem pod nebo nad? Rozlisujeme aspon pracovne, kde je ve vesmiri Sever a kde Jih? Ale vi se neco o rotaci celeho vesmiru?
Zajímavé téma a dobrá diskuze!
Viktor L.,2025-03-15 09:09:07
Po prostudování původního článku (Shamir, L. (2025). Asymmetry in JWST Deep Fields and Its Link to Consistent Redshift Bias. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 538(1), 76-91, https://academic.oup.com/mnras/article/538/1/76/8019798) bych rád uvedl několik souvislostí, které tento objev staví do širšího kosmologického kontextu.
Reakce na poznámku o "severu" galaxií je naprosto místná. Směr rotace galaxií je skutečně relativní, ale to, co Shamir analyzoval, je statistický nepoměr mezi dvěma směry rotace vzhledem k pozorovateli, což by při náhodném rozdělení mělo být přibližně vyrovnané. Klíčové je, že analýza byla provedena vzhledem k jednomu referenčnímu bodu (naší pozici), což eliminuje problém relativity směru.
Co považuji za fascinující, je souvislost s tzv. kosmologickým principem, který předpokládá, že vesmír je ve velkém měřítku homogenní a izotropní. Tento princip je základním stavebním kamenem standardního kosmologického modelu. Pokud by skutečně existovala preferovaná osa rotace, jednalo by se o významný důkaz anizotropie vesmíru, podobně jako jiné pozorované anomálie (např. "kosmický tok" galaxií nebo tzv. "osa zla" v kosmickém mikrovlnném pozadí).
Shamirovo vysvětlení prostřednictvím Dopplerova efektu je zajímavé, ale bylo by třeba vysvětlit, proč je tento efekt mnohem výraznější, než se dosud předpokládalo. Pokud by se tato hypotéza potvrdila, mohlo by to mít dalekosáhlé důsledky pro měření kosmologických vzdáleností, což by mohlo částečně vysvětlit i některé anomálie v měření Hubbleovy konstanty.
Alternativní vysvětlení s "rotujícím vesmírem" by vyžadovalo zásadní revizi našeho chápání kosmogeneze. V každém případě, pro potvrzení tohoto pozorování by bylo vhodné analyzovat data z jiných přehlídek hlubokého vesmíru s odlišnými pozorovacími strategiemi a instrumenty, abychom vyloučili systematické chyby v metodologii nebo v samotném zpracování dat JWST.
Re: Zajímavé téma a dobrá diskuze!
Florian Stanislav,2025-03-15 09:56:30
Díky za hluboký pohled na článek o hlubokém vesmíru.
Můj amatérský názor.
Počet pozorovatelných galaxii je asi 10 milionů seskupených v nadkupách, kdy se v nich dá s větší pravděpodobností očekávat stejný směr rotace.
I ve Sluneční soustavě jsou výjimečně měsíce planet, které obíhají proti směru rotace planety.
Záběr Webbova dalekohledu do dalekého vesmíru je asi hodně úzký a 263 galaxií není moc.
A kde je pro srovnání pozorování rotace blízkého vesmíru a blízkých galaxií? Píše se jen o rotaci Mléčné dráhy.
Z Dopplerova jevu má plynout, že se víc projeví galaxie rotující obráceně proti Mléčné dráze. Dobře.
ALE.
Bližší galaxie jsou pozorovatelné opticky a uspořádání ramen ukazuje smě rotace asi tak jako marmeláda zamíchaná v jogurtu ukáže, kterým směrem s točila "ramena galaxie" .
Re: Re: Zajímavé téma a dobrá diskuze!
F M,2025-03-19 02:08:21
Něco jsem napsal výše.
Pro blízké, to vychází vyrovnaně, všem, tedy podle toho článku, ale tam rozpor asi nebude.
Existenci struktur ve vesmíru autor obchází širokým obloukem, zvlášť v této (zatím nejspíše) poslední práci, kde to může mít velký vliv.
Další nezmíněný vliv je rozpoznávání těch rotaci (nahoře), kdy se vybírají jen dobře viditelné eliptické galaxie s dobře rozpoznatelnými rameny, což je samo o sobě dost výběrové (může je to řadit do rodin?). Zvlášť s tím očekávaným rozdílem zapříčiněným tou rotací naší galaxie.
U těch ramen odkazují na dřívější práce, mimořádně i jiných autorů, ten tvar (+troušení vodíku) by měl sedět téměř 100%. Ale už to časově nezvládám ověřit.
Ještě se zopakuji, a co doppler a rotační křivky galaxií?
Re: Re: Re: Zajímavé téma a dobrá diskuze!
Viktor L.,2025-03-19 08:53:24
Mne napadly dva zdroje systematických chyb:
1) Selekční efekt při statistické analýze: Pokud je hodnota sigma počítána pouze z algoritmicky vyselektovaných obrazů galaxií, může to vést ke zkreslení výsledků. Pro robustnější statistickou analýzu by bylo vhodné zohlednit celkovou populaci galaxií, včetně těch, které nebyly zahrnuty do primární analýzy.
2) Vliv velkoprostorové struktury vesmíru: Současné výzkumy (např. Codis et al. 2018) ukazují, že existuje významná korelace mezi orientací galaxií a strukturou kosmické sítě. Galaxie v určitých částech kosmické struktury mají tendenci mít podobnou orientaci rotačních os. Tento efekt je vysvětlitelný v rámci standardní kosmologie a teorie formování galaxií.
Pozorovaná asymetrie v rotaci galaxií by tak mohla být důsledkem nerovnoměrného rozložení galaxií ve vzorku vzhledem ke kosmické struktuře, spíše než důkazem fundamentální anizotropie vesmíru nebo jiného nového fyzikálního jevu.
Re: Re: Re: Re: Zajímavé téma a dobrá diskuze!
F M,2025-03-19 10:49:42
1. Tam je problém, že touto metodou to nejde (tvarem spirál), tedy ani ručně ani jinak, prostě jsou špatně rozlišitelné. Proto mě napadá ta spektroskopie, tam se může diskutovat o rychlosti (jejím zkreslení), ale směr by snad měl být jasný a nezáleží na druhu galaxie.
Pro velký vzorek by měl být ten směr i těch vybraných spirálních cca vyrovnaný, ale řekl bych, že ta autorem vypočítaná sigma jen z odchylky od 50/50, bude alespoň trochu zkreslená pro každý výřez/výběr minimálně tím mechanizmem 2. + tou rotací galaxie.
Mohlo by být zajímavé srovnat ty rozdíly s pozadím a přiřazením hvězd k těm strukturám.
On se to v těch předchozích pracích (je tam spousta odkazů) snaží rozšířit i na jiné výzkumy, ten příspěvek výš, i jiných autorů, ale tam to není zdaleka tak jednoznačné.
Budu se opakovat, ještě je tam ta možnost, že je to souběh několika věcí 1, 2 a dalších. které nás nenapadají , přece jenom ten vzorek je malinký a strukturovaný, třeba multiplikační efekt toho zkreslení rotací galaxie, který může mít větší vliv právě na tu "čitelnost" a tím selekci, než na čistá data.
Jak píše pan Mihulka, asi by bylo dobré to prověřit, jestli se tak tedy už nestalo, což my laici bez AI budeme složitě dohledávat.
Re: Re: Re: Re: Re: Zajímavé téma a dobrá diskuze!
Viktor L.,2025-03-19 11:23:39
Ad 1. - Shamir argumentuje, že tvar spirál je použitelný, protože je ověřeno spektroskopicky, že téměř vždy se galaxie "zavíjejí". Tak snad ano.
Ad 2. - Nedalo mi to a jelikož jsem laik s AI, tak jsem zkusil:
---
Porovnání rozměrů JADES GOODS-S pole s typickými rozměry kosmických voidů
Na základě informací z článku Dr. Shamira jsem provedl analýzu prostorového rozsahu zkoumaného vzorku galaxií a jeho srovnání s typickými rozměry kosmické struktury.
Prostorové parametry zkoumaného vzorku
Ze Shamirova článku lze vyčíst přesné souřadnice analyzovaného pole JADES GOODS-S:
Rektascenze (RA): od 53.01885° do 53.2184°
Deklinace (Dec): od -27.9145° do -27.7292°
Úhlová velikost pole tedy činí:
Šířka v RA: přibližně 0.2°
Výška v Dec: přibližně 0.19°
Prostorové rozměry a srovnání s kosmickými voidy
Pro převod úhlové velikosti na fyzickou je klíčový redshift pozorovaných galaxií. Z článku víme, že JADES se zaměřuje na "early Universe" a obsahuje galaxie s různými redshifty. Ačkoliv článek zmiňuje distribuci redshiftů na obrázku 4, detailní hodnoty nejsou v poskytnutém textu.
Při typických redshiftech pro hluboká pole JWST (z ~ 1-10):
Úhlová velikost 0.2° odpovídá fyzické velikosti přibližně 2-6 Mpc (v závislosti na konkrétním redshiftu)
Pro srovnání, typické kosmické voidy mají následující rozměry:
Menší voidy: 10-30 Mpc
Střední voidy: 30-100 Mpc
Větší voidy (supervoids): 100-300 Mpc
Závěr analýzy
Fyzická velikost zkoumaného pole JADES GOODS-S je pravděpodobně menší než typický kosmický void. To znamená, že:
Zkoumaný vzorek galaxií by skutečně mohl zachycovat pouze část jedné kosmické struktury (stěny nebo vlákna), což by vysvětlovalo pozorovanou asymetrii v rotaci galaxií.
Argument o vlivu velkoškálové struktury jako zdroji systematické chyby je oprávněný - pokud galaxie v jedné stěně či vláknu mají tendenci mít podobnou orientaci rotačních os, a pole je menší než typický void, pak pozorovaná asymetrie může být přirozeným důsledkem struktury kosmické sítě.
Pro potvrzení této hypotézy by bylo vhodné analyzovat také prostorové rozložení galaxií v rámci pole a porovnat výsledky s jinými oblastmi oblohy.
Tato analýza podporuje váš argument, že velkoškálová struktura vesmíru by mohla vysvětlit pozorovanou asymetrii v rotaci galaxií bez nutnosti zavádět nové fyzikální principy či anizotropii vesmíru.
---
Tudíž se zdá, že Shamirův vzorek mohl obsahovat dvě stěny obklopující void, v nichž z už známých výzkumů víme, že i se současnou fyzikou dochází k orientaci rotačních os galaxií. Pak mu to vyšlo správně a očekávatelně, ale neplyne z toho potřeba zkoumat jakékoli nové dodatečné hypotézy, protože jeho měření je v souladu s očekáváním.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Zajímavé téma a dobrá diskuze!
F M,2025-03-20 00:23:31
Tam asi bude stačit objekt s pár desítkami galaxií s výraznější odchylkou + nějaké to zkreslení a nízké celkové číslo a vyšlo by to v toleranci. Jde o 105 proti, průměr 132, 158 ve prospěch toho směru po směru ručičky.
Ty Z tam jsou v grafu (ten obrázek 4), od 0 po 2, ale velká většina jich je (asi 180 z těch 260) mezi 0,5 a 1,5.
Docela by mě zajímalo proč to bere od voidů a ne naopak od shluků galaxií, tedy ne že by záleželo ze kterého konce se to vezme.
Ta potvora píše líp než já (brekot), asi bych se měl naučit používat to alespoň pro rychlé vyhledávání.
Re: Re: Re: Re: Re: Zajímavé téma a dobrá diskuze!
Viktor L.,2025-03-20 08:13:38
Thank you for contacting me.
Your first explanation is something I definitely thought about, and it is discussed in the paper. The selection of the galaxies cannot lead to that because it covers the entire field, without any prior selections or assumptions.
The second point is more likely. But still, the redshift of the galaxies varies, so it does not really look like a cluster. But it’s an option that these galaxies somehow interact with each other.
In my personal opinion it is an illusion driven by the rotational velocity of the Milky Way. So that’s what we see from Earth, but not necessarily what the real Universe is like.
Best regards,
Lior
Lior Shamir, Ph.D | Assoc. Prof. | Nick Chong Keystone Research Faculty Scholar | Kansas State University
Email: mailto:lshamir@ksu.edu | Phone: 785-532-4809 | Web: http://people.cs.ksu.edu/~lshamir
Re: Zajímavé téma a dobrá diskuze!
Radoslav Pořízek,2025-03-15 21:11:58
>Co považuji za fascinující, je souvislost s tzv. kosmologickým principem, který předpokládá, že vesmír je ve velkém měřítku homogenní a izotropní. Tento princip je základním stavebním kamenem standardního kosmologického modelu. Pokud by skutečně existovala preferovaná osa rotace, jednalo by se o významný důkaz anizotropie vesmíru, podobně jako jiné pozorované anomálie (např. "kosmický tok" galaxií nebo tzv. "osa zla" v kosmickém mikrovlnném pozadí).
Keby sa to posunulo este dalej ze pozorovana nesymetria je dosledkom nesymetrie fyzikalnych zakonov, tak podla Lotherovej vety by to znamenalo, ze sa nezachovava moment hybnosti. Takze nebol by to len kosmologicky model, dosledky by mohli byt ovela rozsiahlejsie.
Úhel pohledu
Martin Slezák,2025-03-15 08:25:26
Dobrý den, jakpak víme kde je u těchto galaxií sever? Jestliže by, hypoteticky, mimozemšťan udělal stejnou fotku z opačné strany? Vyšlo by to naopak. Nepřijde mi, že by tato data měla být znepokojující. Jak je patrné že všeho kolem, je nepravděpodobné, že by vesmír nerotoval. A není to nutně dáno tím, že by byl vesmír uvnitř černé díry. Prvotní data mohou být zavádějící. Uvidíme co prokáže další analýza.
Nic zvláštního
Zubik1000cz Neznámé,2025-03-15 08:10:29
Však je to úplně normální chování... Vždy když se tvoří nějaký objekt (planeta, hvězda, klidně i ta galaxie) tak rotace vzniká působením většího množství hmoty stejným směrem...
Re: Nic zvláštního
Martin Slezák,2025-03-15 08:27:52
To ano, ale pokud vše vzniká nahodile, tak by měl být poměr rotací po směru a proti směru hodinových ručiček vyvážená a data by se měla pohybovat okolo 50%, ne 65 ku 35...
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
