Le osservazioni del campo profondo del JWST contravvengono al principio cosmologico

Le osservazioni in campo profondo del telescopio spaziale James Webb nell'ambito del JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) mostrano inequivocabilmente che la maggior parte delle galassie ruota in direzione opposta alla direzione di rotazione della Via Lattea. la non casualità nella direzione di rotazione della galassia contravviene ai principi cosmologici che richiedono numero di galassie che ruotano in una direzione è quasi uguale al numero di galassie che ruotano nella direzione opposta. Il principio cosmologico standard (CP) sostiene che l'universo è omogeneo e isotropo su larga scala, cioè, l'universo è lo stesso in tutte le direzioni, non c'è preferenza direzionale. La ragione esatta per l'incoerenza osservata non è nota. Forse, il principio cosmologico è incompleto nel catturare la struttura su larga scala dell'universo e l'universo ha avuto inizio con una rotazione, oppure ha uno schema frattale ripetuto.

Il principio cosmologico (CP) è una delle idee di base della cosmologia. Secondo questo, l'universo è sia omogeneo che isotropo, su una scala sufficientemente ampia, vale a dire, l'universo è lo stesso in tutte le direzioni, non c'è preferenza direzionale. Nel contesto della direzione di rotazione delle galassie, il principio cosmologico standard implica che il numero di galassie che ruotano in una direzione dovrebbe essere quasi lo stesso del numero di galassie che ruotano nella direzione opposta. Tuttavia, studi precedenti hanno indicato che non è così e hanno suggerito un'asimmetria nella direzione di rotazione della galassia. La recente analisi di immagini estremamente dettagliate di galassie nell'universo primordiale fornite da JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) mostra inequivocabilmente che la maggior parte delle galassie nei campi profondi ruotano nella direzione opposta alla direzione di rotazione della nostra galassia natale, la Via Lattea.

Con JWST tutti possono vedere che la maggior parte delle galassie nell'Universo profondo ruotano in direzione opposta alla Via Lattea. Ma come è possibile? Forse l'Universo è nato in rotazione, o forse è causato dalla distanza e dalla velocità di rotazione.https://t.co/R4ZuRhgaFn foto.twitter.com/8u3P9iHeJI
— Lior Shamir (@shamir_lior) 27 Febbraio 2025

La Via Lattea – la galassia in cui viviamo
1. La nostra galassia natale, la Via Lattea, è una galassia a spirale con una struttura piatta e a forma di disco.
2. Tutte le stelle (incluso il sole) e il gas nel disco ruotano attorno al centro galattico in senso antiorario (per l'osservatore che si trova sopra il piano galattico).
3. Il sole, insieme all'intero sistema planetario, compresa la Terra, si trova nel braccio a spirale di Orione-Cigno, a circa 25,000 anni luce dal centro galattico e impiega circa 230 milioni di anni per completare una rotazione attorno al centro.
4. Anche la Terra, il luogo delle nostre osservazioni, ruota attorno al centro galattico in senso antiorario, come tutti gli altri oggetti della Via Lattea.

Indagine extragalattica profonda avanzata JWST (JADES)
1. Scopo: studio dell'universo primordiale
2. Studia la formazione e l'evoluzione delle galassie dall'alto redshift al mezzogiorno cosmico (corrispondente a redshift di z = 2–3, quando l'universo aveva circa 2-3 miliardi di anni)
3. Utilizza immagini a infrarossi e spettroscopia nei campi profondi GOODS-S e GOODS-N (GOODS-N coincide con l'Hubble Deep Field North, mentre GOODS-S coincide con il Chandra Deep Field South).
4. Nel primo anno, i ricercatori del progetto JADES si sono imbattuti in centinaia di galassie candidate risalenti ai primi 650 milioni di anni dopo il big bang.

Grandi Osservatori Origini Deep Survey (BENE)
1. Combina osservazioni approfondite provenienti da tre grandi osservatori: il telescopio spaziale Hubble, il telescopio spaziale Spitzer e l'osservatorio a raggi X Chandra, insieme a dati provenienti da altri telescopi.
2. Consente agli astronomi di studiare la formazione e l'evoluzione delle galassie nell'universo primordiale e distante.
3. mira a unire le osservazioni estremamente profonde dei Grandi Osservatori della NASA (Spitzer, Hubble e Chandra), Herschel e XMM-Newton dell'ESA e delle più potenti strutture terrestri.

Nelle immagini deep field dell'universo primordiale catturate da JWST nell'ambito del programma JADES, è stato scoperto che il numero di galassie che ruotano in direzione opposta alla direzione di rotazione della Via Lattea è superiore del 50% rispetto al numero di galassie che ruotano nella stessa direzione della Via Lattea. Pertanto, vi è una pronunciata asimmetria nella distribuzione delle direzioni di rotazione delle galassie nell'universo primordiale.

La ragione esatta responsabile dell'asimmetria osservata che contravviene al Principio Cosmologico Standard è sconosciuta. La nozione che "l'universo è sia omogeneo che isotropo su larga scala" non è dimostrata. Le osservazioni in campo profondo del JWST sembrano violarla. Forse, il principio è incompleto e non cattura correttamente la struttura su larga scala (LSS) dell'universo primordiale.

I modelli cosmologici alternativi violano l'ipotesi di isotropia del Principio Cosmologico Standard ma spiegano la violazione osservata della simmetria nella direzione di rotazione della galassia. La cosmologia dei buchi neri (BHC) e la teoria dell'Universo rotante sono un modello alternativo di questo tipo. Secondo questo, l'universo è ospitato all'interno di un buco nero in un universo genitore. Poiché un buco nero ruota, anche l'universo ospitato all'interno di un buco nero ruota nella stessa direzione, quindi tale universo ha un asse o una direzione di rotazione preferita che può spiegare perché la maggior parte delle galassie osservate nel campo profondo JWST hanno una direzione di rotazione. La struttura frattale dell'universo è un altro modello alternativo che si basa sul presupposto che la struttura su larga scala dell'universo abbia una struttura frattale. Il modello frattale ripetuto nega la casualità nell'universo, quindi la violazione della simmetria nelle direzioni di rotazione delle galassie.

Un'altra possibilità è che il principio cosmologico sia effettivamente valido, l'universo è casuale e la non casualità osservata nella direzione della rotazione della galassia nel campo profondo JWST per un osservatore terrestre è un effetto della velocità di rotazione delle galassie osservate rispetto alla velocità di rotazione della Via Lattea sulla luminosità delle galassie. Le galassie che ruotano in direzione opposta alla direzione di rotazione della Via Lattea appaiono più luminose a causa dell'effetto Doppler e hanno maggiori probabilità di essere osservate. Tuttavia, poiché l'impatto della velocità di rotazione sulla luminosità delle galassie è lieve, è difficile spiegare le osservazioni effettuate tramite JADES e altri programmi. Forse, qualche aspetto sconosciuto della fisica della rotazione delle galassie influenza le osservazioni.

***

Riferimenti:

Shamir L., 2025. La distribuzione della rotazione delle galassie nel JWST Advanced Deep Extragalactic Survey. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 538, Numero 1, Marzo 2025, Pagine 76–91. Pubblicato il 17 febbraio 2025. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/staf292

Kansas State University News – Lo studio di un ricercatore della K-State fa un'osservazione sconcertante sulla Via Lattea, le rotazioni delle galassie dello spazio profondo. Pubblicato il 12 marzo 2025. Disponibile su https://www.k-state.edu/media/articles/2025/03/lior-shamir-james-webb-space-telescope-spinning-galaxies.html

Max-planck-gesellschaft. Notizie – Missione di salvataggio per il principio cosmologico. Pubblicato il 17 settembre 2024. Disponibile su https://www.mpg.de/23150751/meerkat-absorption-line-survey-and-the-cosmological-principle

Aluri PK, et al 2023. L'universo osservabile è coerente con il principio cosmologico? Gravità classica e quantistica, Volume 40, Numero 9. Pubblicato il 4 aprile 2023. DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6382/acbefc