宇宙浩瀚無垠，長期以來人們都認為它遵循一個基本原則：各向同性。這一原則表明，宇宙在大尺度上，在所有方向上看起來都是一樣的。這一假設的一個自然結果是，宇宙的任何屬性，例如星系的自旋，都應該是隨機分布的，不應表現出任何偏好的方向。

然而，最近一項開創性的研究，該研究利用了詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）通過其先進深外星系巡天（JADES）所提供的無與倫比的能力，正在挑戰這一長期以來的觀念。一篇新的論文提出了令人信服的證據，證明早期宇宙中星系自轉方向存在顯著的統計學不對稱性，這可能暗示著一個更加復雜，甚至可能是各向異性的宇宙景象。

研究星系的自轉對于理解這些巨大結構的形成和演化至關重要。星系并非靜態的實體，它們是動態系統，其中的恒星、氣體和塵埃圍繞中心點運行，通常形成復雜的螺旋圖案。這種自轉的方向，從我們的角度來看是順時針還是逆時針，傳統上被認為是早期宇宙星系形成過程中湍流過程的隨機結果。在一個真正各向同性的宇宙中，我們應該觀察到大致相等數量的星系以每個方向旋轉。

然而，像 JWST 這樣強大的望遠鏡的出現，為我們打開了一扇通往遙遠宇宙的新窗口，使得天文學家能夠以前所未有的細節探測早期星系。JADES 巡天是一項深場計劃，它提供了高紅移星系異常高分辨率的圖像，這些星系對應于宇宙顯著年輕的時期。如此豐富的數據使得研究人員能夠對星系的形態進行詳細分析，包括確定它們的自轉方向。

這篇論文細致地分析了在 JADES 觀測范圍內識別出的螺旋星系的自轉方向。研究人員采用了復雜的計算機輔助算法，客觀地確定從我們的角度來看，星系的旋臂是順時針還是逆時針彎曲。這種自動化方法對于最大限度地減少手動分類中可能出現的主觀偏差至關重要，尤其是在處理微弱而遙遠的天體時。該研究側重于大量的星系樣本，為其結論提供了可靠的統計基礎。

該研究的核心發現令人震驚：分析顯示，星系自轉的分布存在明顯的非對稱性。具體而言，相對于銀河系，觀察到以相反方向旋轉的螺旋星系數量明顯高于以相同方向旋轉的星系數量——大約多出 50%。這種過量，以高度的統計學顯著性被識別出來，表明早期宇宙中星系自轉的分布，至少在 JADES 觀測到的區域內，并非隨機。

這一意想不到的發現對我們理解宇宙學和星系形成具有深遠的意義。如果這種不對稱性確實是早期宇宙的一個真實特征，而不是觀測偏差造成的，那么它就挑戰了關于宇宙在大尺度上是各向同性的基本假設。這提出了宇宙中可能存在一個優先方向或軸，影響了早期星系的自旋方向的可能性。

有趣的是，這項 JWST 研究的發現與之前一些規模較小的地球望遠鏡觀測結果相呼應。這些早期的研究曾暗示星系自旋分布存在類似的非對稱性，一些研究表明這種效應在高紅移下可能更加明顯。JWST 通過 JADES 提供的更深、更詳細的觀測似乎證實了這些早期的跡象，從而加強了星系自轉分布并非隨機的論點。

然而，要考慮這種觀察到的不對稱性的潛在替代解釋。一種可能性是，可能存在一些我們尚未知的微妙的觀測偏差。例如，如果星系自轉的物理機制以某種目前未知的方式影響星系的視亮度，這可能導致我們在遙遠距離上優先探測到以某個方向旋轉的星系，而不是另一個方向旋轉的星系。該論文的作者承認了這種可能性，并討論了潛在的觀測效應，例如我們位于銀河系內的位置所導致的多普勒偏差。需要進一步的研究來最終排除這些偏差。

另一個探索的方向在于理論宇宙學的領域。觀察到的不對稱性可能可以通過某些非標準宇宙學模型來解釋。例如，一些替代理論，例如涉及旋轉宇宙或從旋轉黑洞誕生的宇宙的理論，可能自然地預測星系自旋的優先方向。雖然這些想法是推測性的，但 JWST 的發現提供了有趣的觀測證據，可以為這些非傳統的模型提供支持。

此外，星系自轉中觀察到的不對稱性可能與其他未解決的宇宙學難題有關。該論文探討了與哈勃常數（宇宙膨脹率測量值之間的差異）以及在極高紅移處發現的大質量成熟星系的令人驚訝的現象之間可能存在的聯系。如果控制星系自轉的物理機制對亮度和紅移等可觀測屬性產生意想不到的影響，那么它可能有助于闡明其他宇宙學異常現象。