Las observaciones de campo profundo del JWST contravienen el principio cosmológico

Las observaciones de campo profundo del Telescopio Espacial James Webb realizadas en el marco del Sondeo Extragaláctico Profundo Avanzado (JADES) del JWST muestran inequívocamente que la mayoría de las galaxias giran en dirección opuesta a la de la Vía Láctea. La no aleatoriedad en la dirección de rotación de la galaxia contraviene los principios cosmológicos que requieren El número de galaxias que giran en una dirección es casi igual al de las que giran en la dirección opuesta. El principio cosmológico estándar (PC) Sostiene la opinión de que el universo es homogéneo e isótropo. A gran escala, es decir, si el universo es el mismo en todas las direcciones, no hay preferencia direccional. Se desconoce la razón exacta de la inconsistencia observada. Quizás... El principio cosmológico es incompleto a la hora de capturar la estructura a gran escala del universo y el universo comenzó con un giro, o bien tiene un patrón fractal repetitivo.

El principio cosmológico (CP) es una de las ideas básicas en cosmología. Según esto, el universo es homogéneo e isótropo, en una escala suficientemente grande, es decir, el universo es el mismo en todas las direcciones, no hay preferencia direccional. En el contexto de la dirección de rotación de las galaxias, el principio cosmológico estándar implica que el número de galaxias que giran en una dirección debería ser casi el mismo que el número de galaxias que giran en la dirección opuesta. Sin embargo, estudios previos han indicado que ese no es el caso y han sugerido una asimetría en la dirección de rotación de las galaxias. El análisis reciente de imágenes extremadamente detalladas de galaxias en el universo temprano proporcionado por JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) muestra inequívocamente que la mayoría de las galaxias en los campos profundos giran en la dirección opuesta a la dirección de rotación de nuestra galaxia natal, la Vía Láctea.

Con el JWST, todos pueden ver que la mayoría de las galaxias del Universo profundo giran en dirección opuesta a la Vía Láctea. Pero ¿cómo es posible? Quizás el Universo nació girando, o quizás se deba a la distancia y la velocidad de rotación.https://t.co/R4ZuRhgaFn foto.twitter.com/8u3P9iHeJI
- Lior Shamir (@shamir_lior) Febrero 27, 2025

Vía Láctea: la galaxia en la que vivimos
1. Nuestra galaxia natal, la Vía Láctea, es una galaxia espiral con una estructura plana en forma de disco.
2. Todas las estrellas (incluido el Sol) y el gas del disco giran alrededor del centro galáctico en sentido antihorario (para el observador situado por encima del plano galáctico).
3. El Sol, junto con todo su sistema planetario, incluida la Tierra, está situado en el brazo espiral de Orión-Cygnus, a unos 25,000 años luz del centro galáctico y tarda unos 230 millones de años en completar una rotación alrededor del centro.
4. La Tierra, el lugar de nuestras observaciones, también gira alrededor del centro galáctico en sentido antihorario junto con todo lo demás en la Vía Láctea.

Sondeo extragaláctico profundo avanzado del JWST (JADES)
1. Propósito: estudio del universo primitivo
2. Estudia la formación y evolución de las galaxias desde un alto corrimiento al rojo hasta el mediodía cósmico (correspondiente a corrimientos al rojo de z = 2-3, cuando el universo tenía entre 2 y 3 mil millones de años).
3. Utiliza imágenes infrarrojas y espectroscopia en los campos profundos GOODS-S y GOODS-N (GOODS-N coincide con el Campo Profundo Norte del Hubble, mientras que GOODS-S coincide con el Campo Profundo Sur del Chandra).
4. En el primer año, los investigadores de JADES se encontraron con cientos de galaxias candidatas de los primeros 650 millones de años después del Big Bang.

Estudio de los Orígenes Profundos de los Grandes Observatorios (GOODS)
1. Combina observaciones profundas de tres grandes observatorios: el telescopio espacial Hubble, el telescopio espacial Spitzer y el observatorio de rayos X Chandra, junto con datos de otros telescopios.
2. Permite a los astrónomos estudiar la formación y evolución de las galaxias en el universo temprano y distante.
3. pretende unir observaciones extremadamente profundas de los Grandes Observatorios de la NASA (Spitzer, Hubble y Chandra), Herschel y XMM-Newton de la ESA, y las instalaciones terrestres más potentes.

En las imágenes de campo profundo del universo primitivo captadas por el JWST en el marco del programa JADES, se ha descubierto que el número de galaxias que giran en dirección opuesta a la de la Vía Láctea es un 50 % mayor que el de las que giran en la misma dirección. Por lo tanto, existe una marcada asimetría en la distribución de las direcciones de giro de las galaxias en el universo primitivo.

Se desconoce la razón exacta de la asimetría observada, que contradice el Principio Cosmológico Estándar. La idea de que «el universo es homogéneo e isótropo a gran escala» no está demostrada. Las observaciones de campo profundo del JWST parecen contradecirla. Quizás el principio esté incompleto y no capture adecuadamente la estructura a gran escala (LSS) del universo primitivo.

Los modelos cosmológicos alternativos violan el supuesto de isotropía del Principio Cosmológico Estándar, pero explican la violación observada de la simetría en la dirección de rotación de la galaxia. La cosmología de agujeros negros (BHC) y la teoría del Universo en rotación es un modelo alternativo de este tipo. Según esto, el universo está alojado dentro de un agujero negro en un universo padre. Debido a que un agujero negro gira, el universo alojado dentro de un agujero negro también gira en la misma dirección, por lo tanto, dicho universo tiene un eje o una dirección preferida de rotación que puede explicar por qué la mayoría de las galaxias observadas en el campo profundo del JWST tienen una dirección de rotación. La estructura fractal del universo es otro modelo alternativo que se basa en el supuesto de que la estructura a gran escala del universo tiene una estructura fractal. El patrón fractal repetitivo niega la aleatoriedad en el universo, de ahí la violación de la simetría en las direcciones de rotación de las galaxias.

Otra posibilidad es que el principio cosmológico sea válido, que el universo sea aleatorio y que la no aleatoriedad observada en la dirección del giro galáctico en el campo profundo del JWST para un observador terrestre sea un efecto de la velocidad de rotación de las galaxias observadas en relación con la velocidad de rotación de la Vía Láctea sobre el brillo de las galaxias. Las galaxias que giran en dirección opuesta a la de la Vía Láctea parecen más brillantes debido al efecto Doppler y es más probable que se observen. Sin embargo, dado que el impacto de la velocidad de rotación sobre el brillo de las galaxias es leve, es difícil explicar las observaciones realizadas mediante JADES y otros programas. Quizás, algún aspecto desconocido de la física de la rotación de las galaxias afecte las observaciones.

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Referencias:

Shamir L., 2025. Distribución de la rotación de galaxias en el Sondeo Extragaláctico Profundo Avanzado del JWST. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volumen 538, Número 1, marzo de 2025, páginas 76-91. Publicado el 17 de febrero de 2025. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/staf292

Noticias de la Universidad Estatal de Kansas: El estudio de un investigador de la Universidad Estatal de Kansas ofrece una observación desconcertante sobre la rotación de la Vía Láctea y las galaxias del espacio profundo. Publicado el 12 de marzo de 2025. Disponible en https://www.k-state.edu/media/articles/2025/03/lior-shamir-james-webb-space-telescope-spinning-galaxies.html

Sociedad Max Planck. Noticias: Misión de rescate del principio cosmológico. Publicado el 17 de septiembre de 2024. Disponible en https://www.mpg.de/23150751/meerkat-absorption-line-survey-and-the-cosmological-principle

Aluri PK, et al. 2023. ¿Es el universo observable consistente con el principio cosmológico? Gravedad clásica y cuántica, Volumen 40, Número 9. Publicado el 4 de abril de 2023. DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6382/acbefc