宇宙學恐出大問題!科學家驚見千萬光年遠的星系會互相同步

我們所生活在內的銀河係只是遍布整個宇宙數千億個星系之一。銀河係是由數十個星系所組成的本星系群的一部分。 本星系群位於室女座超星系團內部,其中包含1000多個星系。有些數百萬光年遠的星系似乎由一個看不見的大型星際結構網絡所連接,而現有的天體物理學無法解釋它們是如何同步的,這些發現可能會迫使我們重新思考我們對宇宙的基本理解。

例如,十月份,The Astrophysical Journal發表的研究發現,有數百個星係與數千萬光年遠的星系同步旋轉。韓國天文與太空科學研究所(Korea Astronomy and Space Science Institute)的天文學家Joon Hyeop Lee表示,「這發現是非常新而且出乎意料的。我以前從未見過與這現象完全相關的觀測報告或數值模擬預測。」

Lee和他的同事研究了在地球4億光年以內的445個星系,並發現許多朝地球方向旋轉的星系中有正在向地球移動的鄰居,而朝相反方向旋轉的星系中有從地球遠離的鄰居。

Lee表示,「觀測到的相干性必須與大尺度結構(一個由氫氣和暗物質組成的暗淡結構,形成細絲、薄片和結,將星系連接成巨大的宇宙網)有一定的關係,因為相隔約2000萬光年遠的星係不可能彼此直接相互作用。」

這不是唯一令人不解的發現,在2014年,一個團隊觀察到類星體核心處的超質量黑洞的奇怪排列,類星體是有數十億光年寬的古老極亮星系。比利時列日大學的天文學家Damien Hutsemékers使用智利的甚大望遠鏡觀察了只有幾億年老的宇宙,結果看見了這種怪異的同步性,他發現19個類星體的旋轉軸是平行的,儘管它們的距離有數十億光年遠。

Hutsemékers表示,「我們知道星系的自轉軸會與大尺度結構對齊,像是在宇宙絲狀結構上,但這只會發生在較小的規模裡。但是,為什麼這些類星體的軸與它們所嵌入的大星系群的軸對齊,目前沒有解釋。」

這些同步星系的秘密可能對宇宙論原則構成威脅,這是關於宇宙的基本假設之一。 該原理指出,宇宙在極大範圍上是一致與均質的。 不過,Hutsemékers表示,「在類星體軸上存在如此極端規模的相關性,將構成宇宙論原則的嚴重異常」。

實際上,當今宇宙學中最有爭議的現象之一是,矮星系會出乎意料的在較大的主星系(如銀河系)周圍整齊地排列在一起。

這些衛星星系目前是「ΛCDM模型」的一大問題,該模型是「大爆炸」後的理論性宇宙時間軸。 在ΛCDM模型下進行的宇宙模擬預測,小的衛星星係將最終在隨機的軌道上圍繞較大的主星系。

不過,在過去的十年中,新的觀測結果揭示,銀河系周圍的一大批衛星星系已同步到一個整齊的軌道平面上。 起初,科學家們想說是不是我們自己的銀河係正在發生怪異的事情,但是隨後在仙女座星系周圍也觀察到了類似的衛星平面。真正的警鈴發生在2015年,當天文學家在半人馬座A星系(距離銀河系大約一千萬光年遠的橢圓星系)附近發現了同樣的現象。

2018年Science發表的研究裡,法國斯特拉斯堡大學(University of Strasbourg)的天文學家Oliver Müller表示,「這項發現暗示標準宇宙學模擬出了問題」。

2015年的研究中,德國萊布尼茲天體物理研究所(Leibniz Institute of Astrophysics)的宇宙學家Noam Libeskind提出,宇宙網中的細絲可能正在引導這些有組織的星系,這過程可以與ΛCDM模型相吻合。 儘管如此,對於這難題目前仍無定論。

Libeskind表示,「關於科學最有趣的地方是,你可以建立一個包含成千上萬條數據的模型,但是如果其中一項不吻合,它就會出現裂縫。裂縫必須被密封,否則將使整個房屋倒塌。」

新聞來源:  The Astrophysical Journal Science

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