James Webb Space Telescope ने पाया कि अधिकांश आकाशगंगाएँ clockwise घूमती हैं

 (smithsonianmag.com)
2 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2025-04-01 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें
  • JWST की JADES deep-space images में विश्लेषित 263 आकाशगंगाओं में से लगभग दो-तिहाई clockwise और बाकी एक-तिहाई counterclockwise घूमती दिखीं, जो पहले की अपेक्षाओं से अलग है
  • ब्रह्मांड हर दिशा में मोटे तौर पर एक जैसा दिखता है, इस isotropic universe मान्यता के तहत आकाशगंगाओं की घूर्णन दिशा भी किसी एक ओर झुकी हुई नहीं होनी चाहिए
  • Kansas State University के Lior Shamir ने आकाशगंगाओं के आकार का मात्रात्मक विश्लेषण किया, और उनका कहना है कि संख्या का अंतर images में भी साफ दिखता है
  • व्याख्या मोटे तौर पर दो दिशाओं में बंटी है: black hole cosmology का समर्थन करने वाला घूर्णनशील ब्रह्मांड, या Milky Way के घूर्णन और Doppler shift से पैदा हुआ observational bias
  • अगर नतीजे की पुष्टि होती है, तो deep universe की distance measurements को फिर से calibrate करना पड़ सकता है, और इसका असर ब्रह्मांड के expansion rate के अंतर तथा जरूरत से ज्यादा पुराने दिखने वाली विशाल आकाशगंगाओं की समस्या पर भी पड़ सकता है

JADES images में दिखी घूर्णन दिशा की असमानता

  • NASA का James Webb Space Telescope दिसंबर 2021 में सौर कक्षा में भेजे जाने के बाद से ब्रह्मांड के इतिहास का अवलोकन कर रहा है
  • JWST की Advanced Deep Extragalactic Survey(JADES) deep-space images में यह नतीजा सामने आया कि अधिकांश आकाशगंगाएँ मानो एक ही दिशा में घूम रही हों
  • 17 फरवरी को Monthly Notices of the Royal Astronomical Society में प्रकाशित paper में 263 आकाशगंगाओं का विश्लेषण किया गया
    • लगभग दो-तिहाई clockwise घूमती हैं
    • लगभग एक-तिहाई counterclockwise घूमती हैं
  • Kansas State University के Lior Shamir का कहना है कि उन्होंने आकाशगंगाओं के आकार का मात्रात्मक विश्लेषण किया, लेकिन संख्या का अंतर image में भी इतना स्पष्ट है कि कोई भी देख सकता है

isotropic universe की मान्यता से टकराव

  • पहले की मान्यता के अनुसार आकाशगंगाएँ एक दिशा या दूसरी दिशा में बराबर बंटी हुई होनी चाहिए
  • UC Berkeley के Dan Weisz ने 2017 में Astronomy में समझाया था कि यह अपेक्षा isotropy की उस अवधारणा से आती है, जिसके अनुसार ब्रह्मांड हर दिशा में मोटे तौर पर एक जैसा दिखता है
  • इस मान्यता के मुताबिक किसी observer के नज़रिए से आकाशगंगाओं की कोई पसंदीदा घूर्णन दिशा नहीं होनी चाहिए

घूर्णनशील ब्रह्मांड परिकल्पना और observational bias की संभावना

  • पहली संभावना यह है कि ब्रह्मांड की उत्पत्ति घूर्णन अवस्था में हुई हो
    • यह black hole cosmology से जुड़ती है, जिसके अनुसार हमारा ब्रह्मांड किसी दूसरे parent universe के black hole के भीतर मौजूद हो सकता है
    • इस परिकल्पना में black hole अपने भीतर एक ब्रह्मांड बनाता है, और हमारे ब्रह्मांड का black hole भी किसी दूसरे baby universe तक जाता है
    • University of New Haven के Nikodem Poplawski के अनुसार parent black hole की rotation axis से मिला ब्रह्मांड का preferred axis आकाशगंगाओं की घूर्णन गतिशीलता को प्रभावित कर सकता है
  • दूसरी संभावना यह है कि Milky Way का घूर्णन ही अवलोकन के नतीजों को प्रभावित कर रहा हो
    • Doppler shift प्रभाव के कारण Milky Way की गति के विपरीत घूमने वाली आकाशगंगाएँ अधिक चमकीली दिख सकती हैं
    • इसके परिणामस्वरूप telescope observation samples में ऐसी आकाशगंगाएँ जरूरत से ज्यादा शामिल हो सकती हैं

distance measurements के recalibration तक पहुँचने वाले असर

  • Shamir का कहना है कि अगर दूसरी व्याख्या सही है, तो deep universe की distance measurements को recalibrate करना होगा
  • distance measurements का recalibration ब्रह्मांड के expansion rate के अंतर से भी जुड़ सकता है
  • अतिरिक्त शोध अभी यह तय नहीं कर पाया है कि black hole cosmology, ब्रह्मांडीय expansion की measurement error, या किसी दूसरी व्याख्या में से किसे समर्थन मिलेगा

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1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 2025-04-01
Hacker News की राय
  • उसी अकेले लेखक (कंप्यूटर वैज्ञानिक) ने कई datasets के आधार पर ऐसे ही बहुत से दावे किए हैं, और कभी-कभी तो एक-दूसरे से पूरी तरह उलट निष्कर्ष भी निकाले हैं
    कुछ दावों की खगोलविदों ने बाद में समीक्षा की, और analysis में गलतियां व कमजोर statistical tests पाए। स्वतंत्र अध्ययनों को anisotropy के लिए कोई महत्वपूर्ण सबूत नहीं मिला
    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...
    सिर्फ JWST से जुड़े दावे देखें तो, 2024 में शुरुआती data के केवल 34 galaxy sample के आधार पर दावा किया गया था कि हमारी आकाशगंगा जैसी दिशा में घूमने वाली galaxies ज्यादा हैं और यह significant है, जबकि उसी क्षेत्र के बड़े dataset में ठीक उलटा, विपरीत दिशा वाली ज्यादा निकलीं। लेकिन नए paper में इस नतीजे को साफ तौर पर significant बताया गया है, और यह बात नहीं उठाई गई कि वह अपने पिछले result को reproduce नहीं कर पाया
    sample क्षेत्र भी बहुत छोटा है, और पास की galaxies की rotation आपस में correlated हो सकती है, लेकिन इसे ध्यान में नहीं रखा गया। अलग-अलग दिशाओं में कई JWST fields हैं और JADES fields भी दो हैं, पर सिर्फ एक ही publish किया गया
    उम्मीद है MNRAS editorial team ऐसे कम-quality दावों को ज्यादा कड़ी review के बिना publish न होने देने के लिए कदम उठाएगी। मुख्य पाठ भी पुराने papers के results को काफी हद तक दोहराता है, और नए result पर discussion लगभग नहीं है
    स्रोत: https://www.reddit.com/r/cosmology/comments/1ja9i53/the_dist...
    • लेखक पहले से ही काफी हद तक खारिज हो चुकी tired light theory का समर्थक भी है
  • पृथ्वी पर cyclones और hurricanes उत्तरी/दक्षिणी गोलार्ध में अलग-अलग दिशाओं में घूमते हैं, यह सोचें तो क्या हम observable universe के दो poles में से किसी एक पर हो सकते हैं?
    अगर आसपास की ज्यादातर galaxies किसी खास दिशा में घूमती दिखती हैं, तो क्या ऐसी व्याख्या संभव है, यह जानना चाहूंगा
    • शायद इससे भी ज्यादा बेवकूफी वाला सवाल हो, लेकिन जो galaxy clockwise घूमती दिखती है, क्या वह दूसरी तरफ से देखने पर counterclockwise नहीं दिखेगी?
      अगर ऐसा है, तो असली सवाल शायद यह होगा कि galaxies की relative orientation एक दिशा की rotation को ज्यादा पसंद करती हुई क्यों दिखती है
    • अगर सच में ऐसा निकला तो बहुत दिलचस्प होगा। तब यह भी पूछा जाएगा कि क्या उन दो poles को जोड़ने वाला कोई centre है, और अगर है तो वह क्या है
      पृथ्वी पर ऐसा ग्रह के rotation और Coriolis effect की वजह से होता है, तो इसका मतलब यह भी हो सकता है कि पूरा universe rotate कर रहा है
    • अगर मेरी याद सही है तो Virgo Supercluster gravitationally bound है। पूरी तरह अनुमान है, लेकिन हो सकता है galaxies Virgo Supercluster के centre की परिक्रमा कर रही हों और वह galactic scale पर Coriolis effect बना रहा हो
    • dipole/torus universe theory भी है: https://evolvingsouls.com/blog/toroidal-universe/
      domain name थोड़ा बचकाना है, लेकिन content काफी relevant है
  • मूल रूप से 50:50 होने की उम्मीद थी, लेकिन nature में कुछ ऐसे asymmetries लगते हैं जो एक तरफ झुके हुए हैं
    matter-antimatter ratio, left-handed/right-handed molecules, और अब galaxy rotation direction भी। कुछ और भी हो सकता है जो छूट गया हो
    • left-handed neutrino मिले हैं लेकिन right-handed नहीं मिले, यह भी वैसा ही उदाहरण लगता है
      https://en.wikipedia.org/wiki/Sterile_neutrino
    • यह भी है कि cosmic rays जीवन के right-handed DNA bias को explain कर सकती हैं
      "pion का तेज decay weak interaction से governed होता है, और weak interaction ही एकमात्र fundamental force है जिसकी mirror asymmetry ज्ञात है"
      https://www.quantamagazine.org/cosmic-rays-may-explain-lifes...
    • matter-antimatter ratio के बारे में तो पता नहीं कि शुरुआत में 50:50 की उम्मीद करनी भी चाहिए या नहीं। 50:50 हुआ तो क्या वह बहुत unstable system नहीं होगा?
      वैसे भी unstable state की संभावना कम होती है और उसके stable state की ओर converge करने की उम्मीद की जा सकती है। दूसरे उदाहरण भी शायद इसी तरह के कारण से 50:50 न हों
    • एक ही solar system में planets के एक ही direction में orbit करने की tendency के लिए भी कोई observational explanation नहीं है क्या?
    • meteorites में मिलने वाले organic chemistry substances में, पृथ्वी से बाहर के origin में भी left-handed और right-handed लगभग बराबर दिखते हैं
      बाकी बातों की वजह यह हो सकती है कि हमारी assumptions में से एक या अधिक गलत हैं, और मुझे सबसे संभावित suspect cosmological principle लगता है
  • rotation direction observer पर निर्भर करती है। अगर मैं किसी galaxy को clockwise देखता हूं, तो उस galaxy के पीछे से देखने वाला observer उसे counterclockwise देखेगा
    तो क्या हम universe में बस ऐसी position पर हैं कि 2/3 हमें clockwise और बाकी counterclockwise दिखते हैं?
    • असली paper की wording ज्यादा समझ में आती है: "उस field में हमारी आकाशगंगा के विपरीत दिशा में rotate करने वाली galaxies की संख्या हमारी आकाशगंगा जैसी दिशा में rotate करने वाली galaxies से करीब 50% ज्यादा है"
    • मुझे लगता है "rotation direction" काफी rough measurement है। असल में शायद हमारी galaxy के relative galaxy का angle देखा जा सकता है
      उदाहरण के लिए 0° मतलब ठीक ऊपर से देखा गया, इसलिए clockwise; 180° मतलब नीचे से देखा गया, इसलिए counterclockwise; 90°/270° मतलब side से देखा गया — और इस parameter से statistics निकालें तो कैसा रहेगा, यह जानना चाहूंगा
    • spatially intuit करना मुश्किल है, इसलिए मैंने कल्पना की कि मैं एक कमरे में खड़ा हूं और left/right की ओर इशारा करते arrows हैं
      सामने 3 left arrows हैं, पीछे भी 3 arrows हैं जो मेरे मुड़ने पर left दिखते हैं; फिर अगर मैं उनमें से एक के आगे निकल जाऊं, तो एक तरफ 2 left arrows बचते हैं और सामने वाला एक left arrow right arrow बन जाता है, जिससे कुल मिलाकर left 5 और right 1 जैसा हो सकता है

इसलिए observation अपने-आप में संभव है, लेकिन फिर भी यह नहीं समझाता कि असंतुलन क्यों पैदा होता है। ब्रह्मांड की ज़्यादातर जगहों पर, किसी भी दृष्टिकोण से देखने पर लगभग समान वितरण की उम्मीद होगी

  • सब लोग black hole hypothesis की बात कर रहे हैं, लेकिन मुझे हमारी आकाशगंगा के rotation के बारे में गलत assumption ज़्यादा plausible लगती है। क्योंकि वह explanation बाकी दो समस्याओं को भी साथ में समझा सकती है
    “दूरी माप की recalibration, ब्रह्मांड के expansion rate में अंतर, और मौजूदा दूरी मापों के हिसाब से खुद ब्रह्मांड से भी ज़्यादा पुराने होने चाहिए ऐसे विशाल galaxies जैसे cosmology के unresolved सवालों को भी समझा सकती है”
    • समझ नहीं आता कि हमारी आकाशगंगा का 1e-16 Hz rotation दूसरी spiral galaxies की दिशा को पहचानने के तरीके को कैसे प्रभावित करता है
    • modeling शायद मामूली होगी। किसी ऐसे PhD topic की तलाश में व्यक्ति के लिए अच्छा होगा जो complex दिखता हो लेकिन basic trigonometry ही इस्तेमाल करता हो। निष्कर्ष शायद “नहीं” होने की संभावना ज़्यादा है
  • clockwise किसके reference में है? क्या ब्रह्मांड में कोई ऊपर की दिशा है?
    या बस दूसरी galaxies के relative direction की बात है?
    • हमारे viewpoint के हिसाब से clockwise। स्थिति यह है कि चाहे आप किसी भी दिशा में देखें, कहीं से भी देखें, दोनों rotations बराबर संख्या में दिखने की उम्मीद होती है
    • लगता है कोई standard coordinate system इस्तेमाल किया होगा, जैसे https://en.m.wikipedia.org/wiki/Supergalactic_coordinate_sys...
    • असली paper की wording ज़्यादा समझ में आती है: “उस field में हमारी आकाशगंगा के विपरीत दिशा में rotate करने वाली galaxies की संख्या, हमारी आकाशगंगा जैसी दिशा में rotate करने वाली galaxies से लगभग 50% ज़्यादा है”
  • “Doppler effect के कारण astronomers को उम्मीद है कि हमारी आकाशगंगा की गति के विपरीत दिशा में rotate करने वाली galaxies ज़्यादा bright दिखेंगी” — यह हिस्सा कैसे काम करता है, समझ नहीं आ रहा
    linked page भी नहीं बताता कि rotation क्यों important हो जाता है। एक side हमारी ओर आती है और दूसरी side दूर जाती है, यह rotation direction की परवाह किए बिना समान है, इसलिए पूरी galaxy की average brightness पर असर नहीं पड़ना चाहिए
    original paper(https://academic.oup.com/mnras/article/538/1/76/8019798?logi...) कुछ related papers link करता है, जिनमें https://www.mdpi.com/2073-8994/15/6/1190 भी है। या तो उसने मेरे सवाल का जवाब नहीं दिया, या मैं समझ नहीं पाया, लेकिन brightness change का expected scale 0.6% बताया गया है। यह observed rotation direction के 1:2 ratio को समझा पाएगा, ऐसा नहीं लगता
    • physics अच्छी तरह नहीं जानता, लेकिन सुना है कि rotation-sensitive phenomena दो तरह के होते हैं। एक quantum particles का fixed spin है, हालांकि यहाँ “spin” शब्द शायद physicists ने charm quark के “charm” की तरह शब्द का feel अच्छा लगने की वजह से लगा दिया हो, इसलिए उसमें गहराई से नहीं जाऊँगा
      दूसरा electromagnetism है। charged particle को circular motion में चलाएँ तो circle के perpendicular एक magnetic field बनता है, और आप किस ओर से देखते हैं, इसके हिसाब से magnetic field का pattern बदलता है
      यह emitted light को कैसे प्रभावित करता है, नहीं जानता, लेकिन यह भी जानना चाहूँगा कि galaxy के magnetic field direction और rotation direction में correlation है या नहीं
      शायद magnetic field light को polarize करता हो, और दो magnetic fields same direction या different direction में polarize करके observed brightness को प्रभावित कर सकते हों, लेकिन यह जानकारी की कमी वाला अनुमान हो सकता है
    • यह आम तौर पर relativistic beaming effect या Doppler beaming effect कहे जाने वाले effect की subtle reference हो सकती है। हालांकि आमतौर पर इसे उन पदार्थों से जोड़ते हैं जो light speed के काफ़ी करीब speed से चल रहे होते हैं
      [0]: https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_beaming
    • एक side हमसे दूर जा रही है और दूसरी side हमारी ओर आ रही है। इसलिए relative speed अलग होती है, और वह फर्क detect किया जा सकता है
  • दिलचस्प है, लेकिन सोचता हूँ कि इसे notice करने के लिए सच में JWST की ज़रूरत थी या अब तक बस इसे check नहीं किया गया था
    उदाहरण के लिए, Hubble XDF में शामिल galaxies की rotation direction में भी कोई noticeable asymmetry है?
    Lior Shamir ने लिखा है कि पिछले कुछ वर्षों में कई unrelated sky surveys ने asymmetry दिखाई, लेकिन उसका scale लगभग 2% स्तर का है
    https://www.mdpi.com/2073-8994/16/10/1389
    https://aas.org/sites/default/files/2020-05/lior_aas236.pdf
    JWST के शुरुआती काम और ज़्यादा recent deep-space field में दिखी asymmetry उससे एक order of magnitude से भी ज़्यादा बड़ी है
    इसके अलावा पुराने data में direction के हिसाब से +6%, दूसरी direction में -5% जैसी anisotropic asymmetry दिखी थी, लेकिन इस बार general feature के रूप में +50% report होना उससे बिल्कुल अलग है
  • संबंधित चर्चा भी है: https://news.ycombinator.com/item?id=43372271 (“Is our universe trapped inside a black hole? This JWS Telescope discovery (space.com)”, 56 comments)
  • “इस preferred rotation direction की वजह दो में से कोई एक हो सकती है। या तो हमारा पूरा universe black hole के अंदर है, या astronomers ब्रह्मांड के expansion को गलत मापते रहे हैं”
    यह article subtitle है, और सच में शानदार summary है
    • celestial mechanics में बहुत पारंगत नहीं हूँ, लेकिन “हम black hole के अंदर हैं” वाली प्रतिक्रिया बहुत दिख रही है, इसलिए जिज्ञासा है। क्या पता है कि black hole किसी खास rotation direction को क्यों prefer करेगा?
    • इस rotation direction को समझाने वाले कई दिमाग घुमा देने वाले जवाबों में से “असल में हमारा पूरा universe black hole के अंदर है” वाला जवाब चुना गया, यह impressive है। जैसे उससे सब कुछ साफ़-साफ़ explain हो जाता हो