28.07.2025
Obwohl die Studie faszinierend ist, sind weitere Beobachtungen unerlässlich, um ihre Ergebnisse zu bestätigen oder zu widerlegen.
Eine Studie, die JWST-Beobachtungen des frühen Universums analysiert, hat ein faszinierendes Rätsel aufgedeckt: Die meisten Galaxien scheinen sich in die gleiche Richtung zu drehen. Dieses unerwartete Muster, das aktuellen kosmologischen Modellen widerspricht, veranlasste die Autoren der Studie zu einer kühnen Möglichkeit: Unser Universum könnte in einem Schwarzen Loch existieren.
Das JWST ermöglichte es Astronomen, tiefer in die Vergangenheit zu blicken als jedes andere Infrarot- oder optische Teleskop und beobachtete Infrarotlicht, das nur 300 Millionen Jahre nach dem Urknall von weit entfernten Galaxien ausgestrahlt wurde.
Mit dem Infrarotteleskop hofften wir, mehr über die Entstehung von Galaxien zu erfahren und das Rätsel um die Entstehung supermassereicher Schwarzer Löcher zu lösen. Doch der Blick in die Vergangenheit hat uns einige Überraschungen beschert.
Eine solche Überraschung wurde kürzlich von Forschern der Kansas State University entdeckt. Sie untersuchten Bilder von 263 Galaxien im frühen Universum, die deutlich genug waren, um die Rotationsrichtung abzuschätzen. Unsere aktuellen Modelle des Universums gehen davon aus, dass das Universum in jeder Richtung auf ausreichend großen Skalen nahezu gleich ist. Die meisten Physiker und Astronomen gehen davon aus und sagen voraus, dass es keine bevorzugte Rotationsrichtung von Galaxien geben sollte und dass dies auch für das moderne und relativ frühe Universum gelten sollte.
Bei der Betrachtung der Galaxien stellte das Team jedoch einen signifikanten Unterschied in ihrer Rotation relativ zur Milchstraße fest. Insgesamt 105 Galaxien (40 Prozent) rotierten gegen den Uhrzeigersinn, während 158 (60 Prozent) im Uhrzeigersinn rotierten.
„Die Analyse der Galaxien erfolgte durch quantitative Analyse ihrer Formen, aber der Unterschied ist so offensichtlich, dass ihn jeder Betrachter des Bildes erkennen kann“, sagte Lior Shamir, außerordentlicher Professor für Informatik am Carl R. Ice College of Engineering, in einer Erklärung.
„Man braucht keine besonderen Fähigkeiten oder Kenntnisse, um den Unterschied der Zahlen zu erkennen. Dank der Leistungsfähigkeit des James-Webb-Weltraumteleskops kann ihn jeder sehen.“
Ähnliche Ergebnisse wurden bereits früher berichtet, allerdings nicht so dramatisch wie dieses.
Was könnte also die Ursache sein? Es gibt einige Möglichkeiten, eine bevorzugte Rotationsrichtung vorherzusagen, aber diese liegen etwas abwegig.
„Wenn die hier gezeigte Beobachtung tatsächlich die Struktur des Universums widerspiegelt, zeigt sie, dass das frühe Universum hinsichtlich der Rotationsrichtungen der Galaxien homogener war und mit der Zeit chaotischer wurde, während es eine kosmologische Achse nahe dem galaktischen Pol aufwies“, erklärt das Team in seiner Arbeit.
Einige kosmologische Modelle gehen von einer Geometrie mit einer kosmologischen Achse aus. Dazu gehören das ellipsoide Universum, der Dipol-Urknall und die isotrope Inflation. In diesen Fällen ist die großräumige Verteilung der Galaxienrotation in Form einer kosmologischen Achse ausgerichtet, und die Lage dieser Achse in unmittelbarer Nähe zum galaktischen Pol kann als Zufall angesehen werden.
Eine von den Autoren vorgeschlagene Möglichkeit ist, dass die bevorzugte Richtung darauf zurückzuführen ist, dass sich das Universum im Inneren eines Schwarzen Lochs eines größeren Universums befindet.
„Eine Erklärung ist, dass das Universum rotierend geboren wurde. Diese Erklärung stimmt mit Theorien wie der Schwarzen-Loch-Kosmologie überein, die postuliert, dass das gesamte Universum das Innere eines Schwarzen Lochs ist“, sagte Shamir. „Wenn das Universum jedoch tatsächlich rotierend geboren wurde, bedeutet dies, dass die bestehenden Theorien über den Kosmos unvollständig sind.“
Eine solche Erklärung würde deutlich mehr Beweise erfordern. Das Team schlägt eine weitere Möglichkeit vor, die jedoch ebenfalls Probleme aufwerfen könnte. Die Ursache könnte der Dopplereffekt sein, der Licht je nach Relativbewegung des emittierenden Objekts rot- oder blauverschoben erscheinen lässt.
Aufgrund dieses Effekts erscheinen Galaxien, die sich entgegengesetzt zur Milchstraße drehen, heller. Sollte die Rotationsgeschwindigkeit der Milchstraße einen größeren Einfluss haben als von Astronomen angenommen, könnte dies erklären, warum Galaxien, die sich entgegengesetzt zur Milchstraße drehen, im immer tieferen, rotverschobenen Universum überrepräsentiert sind; sie erscheinen uns einfach heller.
„Wenn das tatsächlich der Fall ist, müssen wir unsere Entfernungsmessungen für das tiefe Universum neu kalibrieren“, fügte Shamir hinzu.
„Die Neukalibrierung der Entfernungsmessungen kann auch mehrere andere ungelöste Fragen der Kosmologie erklären, wie beispielsweise die Unterschiede in den Expansionsraten des Universums und die großen Galaxien, die nach den bestehenden Entfernungsmessungen voraussichtlich älter sind als das Universum selbst.“
Obwohl es sich um eine faszinierende Studie handelt, sind noch viele weitere Beobachtungen erforderlich, um die Ergebnisse zu bestätigen oder zu widerlegen und anschließend die wahrscheinlichste Erklärung für die Daten zu ermitteln.
Die Studie wurde in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.
Quelle: IFLSCIENCE