Le télescope spatial James Webb découvre que la plupart des galaxies tournent dans le sens horaire

 (smithsonianmag.com)
2 points par GN⁺ 2025-04-01 | 1 commentaires | Partager sur WhatsApp
  • Parmi les 263 galaxies analysées dans les images de champ profond JADES du JWST, environ deux tiers tournent dans le sens horaire, tandis que le tiers restant tourne dans le sens antihoraire, ce qui va à l’encontre des attentes établies
  • Selon l’hypothèse d’un Univers isotrope, où l’Univers devrait apparaître globalement identique dans toutes les directions, les sens de rotation des galaxies ne devraient pas non plus pencher d’un côté
  • Lior Shamir, de la Kansas State University, a analysé quantitativement la forme des galaxies et affirme que l’écart numérique est clairement visible même à l’œil nu sur les images
  • Les interprétations se divisent en deux grandes pistes : la possibilité d’un Univers en rotation, qui soutiendrait la cosmologie des trous noirs, ou celle d’un biais d’observation créé par la rotation de la Milky Way et le Doppler shift
  • Si les résultats sont confirmés, il faudra recalibrer les mesures de distance dans l’Univers profond, avec de possibles effets sur l’écart entre les taux d’expansion de l’Univers et sur le problème des grandes galaxies qui semblent trop anciennes

Une asymétrie du sens de rotation révélée dans les images JADES

  • Le James Webb Space Telescope de la NASA observe l’histoire de l’Univers depuis son lancement en orbite solaire en décembre 2021
  • Les images de champ profond du Advanced Deep Extragalactic Survey(JADES) du JWST semblent montrer que la plupart des galaxies tournent dans la même direction
  • L’article, publié le 17 février dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, analyse 263 galaxies
    • Environ deux tiers tournent dans le sens horaire
    • Environ un tiers tournent dans le sens antihoraire
  • Lior Shamir, de la Kansas State University, explique avoir analysé quantitativement la forme des galaxies, mais que l’écart est si net sur les images que n’importe qui peut le voir

Un conflit avec l’hypothèse d’un Univers isotrope

  • Selon les hypothèses établies, les galaxies devraient être réparties de manière égale entre un sens de rotation et l’autre
  • Dan Weisz, de l’UC Berkeley, expliquait en 2017 dans Astronomy que cette attente découle du concept d’isotropie, selon lequel l’Univers apparaît globalement identique dans toutes les directions
  • D’après ce principe, les galaxies ne devraient pas présenter de sens de rotation privilégié du point de vue de l’observateur

Hypothèse d’un Univers en rotation et possibilité d’un biais d’observation

  • La première possibilité est que l’Univers soit né dans un état de rotation
    • Cette interprétation rejoint la cosmologie des trous noirs, selon laquelle notre Univers existerait à l’intérieur d’un trou noir d’un autre univers parent
    • Dans cette hypothèse, un trou noir crée un univers en son sein, et les trous noirs de notre Univers mèneraient eux aussi à d’autres univers bébés
    • Nikodem Poplawski, de l’University of New Haven, estime qu’un axe privilégié de l’Univers hérité de l’axe de rotation du trou noir parent pourrait avoir influencé la dynamique de rotation des galaxies
  • La deuxième possibilité est que la rotation de la Milky Way ait influencé les résultats d’observation
    • À cause de l’effet de Doppler shift, les galaxies qui tournent à l’opposé du mouvement de la Milky Way peuvent paraître plus lumineuses
    • Elles pourraient donc être surreprésentées dans l’échantillon observé par le télescope

Des effets pouvant mener à un recalibrage des mesures de distance

  • Shamir explique que, si la deuxième explication est correcte, il faudra recalibrer les mesures de distance dans l’Univers profond
  • Le recalibrage des mesures de distance pourrait aussi être lié aux écarts dans le taux d’expansion de l’Univers
  • Il reste à déterminer si des recherches supplémentaires soutiendront la cosmologie des trous noirs, des erreurs dans les mesures de l’expansion cosmique, ou une autre explication

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1 commentaires

 
GN⁺ 2025-04-01
Avis sur Hacker News
  • Le même auteur unique (informaticien) a avancé de nombreuses affirmations similaires à partir de plusieurs jeux de données, aboutissant parfois même à des conclusions totalement contradictoires.
    Certaines de ces affirmations ont fait l’objet d’examens ultérieurs par des astronomes, qui ont mis en évidence des erreurs d’analyse et des tests statistiques insuffisants. Des études indépendantes n’ont pas trouvé de preuve significative d’anisotropie.
    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...
    Rien que pour l’affirmation liée au JWST, il soutenait en 2024, sur la base d’un premier échantillon de 34 galaxies, qu’il y avait davantage de galaxies tournant dans le même sens que la Voie lactée et que le résultat était significatif ; or, dans un jeu de données plus vaste couvrant la même région, le résultat inverse est apparu, avec davantage de galaxies tournant dans le sens opposé. Pourtant, dans le nouvel article, il écrit que ce résultat est clairement significatif, sans traiter le fait qu’il ne reproduit pas son propre résultat précédent.
    La zone échantillonnée est aussi très petite, et les rotations des galaxies proches peuvent être corrélées entre elles, ce qui n’a pas été pris en compte. Il existe plusieurs champs JWST dans des directions différentes, ainsi que deux champs JADES, mais un seul est présenté.
    J’aimerais que la rédaction de MNRAS prenne des mesures pour éviter de publier ce type d’affirmations de faible qualité sans examen plus strict. Le texte répète aussi largement les résultats d’anciens articles, avec très peu de discussion sur le nouveau résultat.
    Source : https://www.reddit.com/r/cosmology/comments/1ja9i53/the_dist...
    • L’auteur est aussi partisan de la théorie de la lumière fatiguée, déjà largement réfutée.
  • Quand on pense au fait que les cyclones et les ouragans sur Terre tournent dans des sens différents dans l’hémisphère nord et l’hémisphère sud, se pourrait-il que nous soyons en quelque sorte à l’un des deux pôles de l’univers observable ?
    Si l’on observe que la plupart des galaxies autour de nous tournent dans un sens donné, je me demande si une telle interprétation est possible.
    • Question peut-être encore plus idiote : une galaxie qui semble tourner dans le sens horaire ne semblerait-elle pas tourner dans le sens antihoraire vue depuis l’autre côté ?
      Dans ce cas, la vraie question semble être de savoir pourquoi les orientations relatives des galaxies paraissent favoriser davantage un sens de rotation.
    • Si cela s’avérait vraiment, ce serait extrêmement intéressant. On se demanderait alors s’il existe un centre reliant les deux pôles, et si oui, ce que ce serait.
      Comme ce phénomène sur Terre est dû à la rotation de la planète et à l’effet de Coriolis, cela pourrait aussi signifier que l’univers entier est en rotation.
    • Si ma mémoire est bonne, le superamas de la Vierge est gravitationnellement lié. Pure spéculation, mais on pourrait imaginer que les galaxies orbitent autour du centre du superamas de la Vierge et que cela crée un effet de Coriolis à l’échelle galactique.
    • Il existe une théorie de l’univers dipolaire/toroïdal : https://evolvingsouls.com/blog/toroidal-universe/
      Le nom de domaine est un peu kitsch, mais le contenu est assez pertinent.
  • On s’attendait à l’origine à du 50:50, mais la nature semble présenter quelques asymétries penchées d’un côté.
    Il y a le ratio matière-antimatière, les molécules lévogyres/dextrogyres, et maintenant le sens de rotation des galaxies. Il y en a peut-être d’autres que j’oublie.
    • Le fait qu’on ait découvert des neutrinos gauchers mais pas de droitiers me semble aussi être un cas similaire.
      https://en.wikipedia.org/wiki/Sterile_neutrino
    • Il y a aussi l’idée que les rayons cosmiques pourraient expliquer le biais du vivant en faveur de l’ADN droitier.
      « La désintégration rapide du pion est dominée par l’interaction faible, qui est la seule force fondamentale connue pour violer la symétrie miroir »
      https://www.quantamagazine.org/cosmic-rays-may-explain-lifes...
    • Pour le ratio matière-antimatière, je ne sais pas si l’on devrait s’attendre à du 50:50 dès le départ. Un 50:50 ne serait-il pas un système très instable ?
      Quoi qu’il en soit, on peut s’attendre à ce qu’un état instable soit peu probable et converge vers un état stable. Les autres exemples pourraient ne pas être à 50:50 pour des raisons similaires.
    • N’existe-t-il pas aussi une autre explication observationnelle au fait que les planètes d’un même système solaire ont tendance à orbiter dans le même sens ?
    • Les substances d’chimie organique trouvées dans les météorites présentent, même lorsqu’elles sont d’origine extraterrestre, des proportions presque égales de formes lévogyres et dextrogyres.
      Pour le reste, c’est peut-être parce qu’une ou plusieurs de nos hypothèses sont fausses, et le suspect le plus probable me semble être le principe cosmologique.
  • Le sens de rotation dépend de l’observateur. Si je vois une galaxie tourner dans le sens horaire, un observateur situé derrière cette galaxie la verrait tourner dans le sens antihoraire.
    Alors, est-ce simplement parce que nous occupons une certaine position dans l’univers que nous en voyons 2/3 dans le sens horaire et le reste dans le sens antihoraire ?
    • La formulation réelle de l’article a plus de sens : « dans ce champ, le nombre de galaxies tournant dans le sens opposé à celui de la Voie lactée est environ 50 % plus élevé que le nombre de galaxies tournant dans le même sens que la Voie lactée ».
    • J’ai l’impression que le « sens de rotation » est une mesure assez grossière. En réalité, on devrait pouvoir regarder l’angle d’une galaxie par rapport à la nôtre.
      Par exemple, on pourrait définir 0° comme une vue exactement par-dessus, donc dans le sens horaire, 180° comme une vue par-dessous, donc dans le sens antihoraire, et 90°/270° comme une vue de côté ; je me demande ce que donneraient des statistiques fondées sur ce paramètre.
    • Comme c’est difficile à visualiser spatialement, j’imagine que je suis debout dans une pièce avec des flèches pointant vers la gauche ou vers la droite.
      Il y a 3 flèches vers la gauche devant moi, et 3 autres derrière moi qui apparaissent aussi vers la gauche quand je me retourne ; puis, si j’en dépasse une, il reste 2 flèches vers la gauche d’un côté, et l’une des flèches qui était devant devient une flèche vers la droite, si bien que l’ensemble peut ressembler à 5 flèches vers la gauche et 1 vers la droite.

L’observation elle-même est donc possible, mais cela n’explique toujours pas pourquoi le déséquilibre apparaît. Dans la plupart des endroits de l’Univers, on s’attendrait à une distribution à peu près uniforme, quel que soit le point de vue.

  • Tout le monde parle de l’hypothèse du trou noir, mais pour moi une hypothèse erronée sur la rotation de la Voie lactée paraît plus plausible. Parce que cette explication pourrait aussi résoudre deux autres problèmes.
    « Une recalibration des mesures de distance pourrait aussi expliquer des questions non résolues de la cosmologie, comme les écarts dans le taux d’expansion de l’Univers, ou les galaxies massives qui, selon les mesures de distance actuelles, devraient être plus anciennes que l’Univers lui-même. »
    • Je ne comprends pas comment la rotation à 1e-16 Hz de la Voie lactée influence la manière dont on perçoit l’orientation d’autres galaxies spirales.
    • La modélisation devrait être assez triviale. Cela a l’air complexe, mais ce serait un bon sujet de doctorat pour quelqu’un qui cherche un sujet n’utilisant que de la trigonométrie de base. La conclusion serait probablement « non ».
  • « Dans le sens horaire », c’est par rapport à quoi ? Existe-t-il un haut dans l’Univers ?
    Ou bien s’agit-il simplement d’une orientation relative par rapport aux autres galaxies ?
    • C’est le sens horaire de notre point de vue. L’idée est que, quelle que soit la direction observée et où que l’on se trouve, on devrait s’attendre à voir les deux sens de rotation en nombres égaux.
    • Ils ont sans doute utilisé un système de coordonnées standard, par exemple quelque chose comme https://en.m.wikipedia.org/wiki/Supergalactic_coordinate_sys....
    • La formulation de l’article scientifique est plus cohérente : « Dans ce champ, le nombre de galaxies tournant dans le sens opposé à celui de la Voie lactée est environ 50 % plus élevé que le nombre de galaxies tournant dans le même sens que la Voie lactée. »
  • Je ne vois pas comment fonctionne la partie disant que « à cause de l’effet Doppler, les astronomes s’attendent à ce que les galaxies qui tournent dans le sens opposé au mouvement de la Voie lactée paraissent plus lumineuses ».
    La page liée n’explique pas non plus pourquoi la rotation devient importante. Un côté se rapproche de nous et l’autre s’éloigne, quel que soit le sens de rotation, donc cela ne devrait pas affecter la luminosité moyenne de la galaxie entière.
    L’article original (https://academic.oup.com/mnras/article/538/1/76/8019798?logi...) renvoie à quelques articles connexes, dont https://www.mdpi.com/2073-8994/15/6/1190. Soit ils ne répondent pas à ma question, soit je n’ai pas compris, mais ils disent que l’ampleur attendue de la variation de luminosité est de 0,6 %. Cela ne semble pas pouvoir expliquer un rapport observé de 1:2 entre les sens de rotation.
    • Je ne connais pas bien la physique, mais j’ai entendu dire qu’il existe deux types de phénomènes sensibles à la rotation. L’un est le spin fixe des particules quantiques ; ici, le mot « spin » pourrait être un terme choisi par les physiciens parce qu’il sonnait bien, comme le « charme » du quark charm, donc je n’irai pas plus loin.
      L’autre est l’électromagnétisme. Si l’on fait se déplacer une particule chargée en cercle, cela crée un champ magnétique perpendiculaire au cercle, et l’aspect du champ magnétique varie selon le côté depuis lequel on l’observe.
      Je ne sais pas comment cela affecte la lumière émise, mais je me demande aussi si la direction du champ magnétique d’une galaxie est corrélée à son sens de rotation.
      Peut-être que le champ magnétique polarise la lumière, et que deux champs magnétiques la polarisent dans la même direction ou dans des directions différentes, ce qui influe sur la luminosité observée ; mais c’est peut-être une spéculation fondée sur trop peu d’informations.
    • Il pourrait s’agir d’une allusion subtile à ce qu’on appelle généralement l’effet de faisceau relativiste, ou effet de faisceau Doppler. Cela dit, on associe normalement cet effet à de la matière se déplaçant à des vitesses assez proches de celle de la lumière.
      [0]: https://en.wikipedia.org/wiki/Relativistic_beaming
    • Un côté s’éloigne de nous et l’autre se rapproche. Les vitesses relatives sont donc différentes, et cette différence est détectable.
  • C’est intéressant, mais je me demande s’il fallait vraiment JWST pour le remarquer, ou si personne ne l’avait simplement vérifié jusqu’ici.
    Par exemple, observe-t-on aussi une asymétrie notable dans les sens de rotation des galaxies incluses dans le Hubble XDF ?
    Lior Shamir a écrit que plusieurs relevés du ciel indépendants ont montré une asymétrie ces dernières années, mais d’une ampleur d’environ 2 %.
    https://www.mdpi.com/2073-8994/16/10/1389
    https://aas.org/sites/default/files/2020-05/lior_aas236.pdf
    L’asymétrie observée dans les premiers travaux du JWST et dans des champs profonds plus récents est supérieure de plus d’un ordre de grandeur.
    En outre, les données existantes montraient une asymétrie anisotrope, du type +6 % dans une direction et -5 % dans une autre, ce qui n’a rien à voir avec un +50 % rapporté comme caractéristique générale ici.
  • Il y a aussi une discussion liée : https://news.ycombinator.com/item?id=43372271 (« Is our universe trapped inside a black hole? This JWS Telescope discovery (space.com) », 56 commentaires)
  • « Cette direction de rotation privilégiée pourrait avoir l’une de deux causes : soit notre Univers tout entier se trouve à l’intérieur d’un trou noir, soit les astronomes mesurent mal l’expansion de l’Univers. »
    C’est le sous-titre de l’article, et c’est vraiment un excellent résumé.
    • Je ne suis pas très calé en mécanique céleste, mais comme beaucoup réagissent par « nous sommes dans un trou noir », je me pose la question. Sait-on pourquoi un trou noir favoriserait un sens de rotation particulier ?
    • C’est impressionnant qu’entre plusieurs réponses vertigineuses possibles pour expliquer ce sens de rotation, ils aient choisi « en fait, tout notre Univers se trouve à l’intérieur d’un trou noir ». Comme si cela expliquait tout proprement.