Телескоп стоимостью 10 миллиардов долларов, который начал наблюдать за космосом летом 2022 года, обнаружил, что подавляющее большинство глубокого космоса и, соответственно, ранних галактик, которые он наблюдал до сих пор, вращаются в одном и том же направлении. Примерно две трети галактик вращаются по часовой стрелке, а другая треть — против часовой стрелки.

В случайной Вселенной ученые ожидали бы обнаружить, что 50% галактик вращаются в одну сторону, а остальные 50% — в другую. Новое исследование предполагает, что существует предпочтительное направление вращения галактик.

Наблюдения за 263 галактиками, выявившие этот странный скоординированный космический танец, были собраны в рамках проекта James Webb Space Telescope Advanced Deep Extragalactic Survey, или «JADES».

«Руководитель группы Лиор Шамир, доцент кафедры информатики Инженерного колледжа имени Карла Р. Айса, сказал в своем заявлении: «Одно из объяснений заключается в том, что Вселенная родилась вращающейся. Это объяснение согласуется с такими теориями, как космология черных дыр, которая постулирует, что вся Вселенная — это внутренняя часть черной дыры».

«Но если Вселенная действительно родилась вращающейся, это означает, что существующие теории о космосе неполны».

Рождение в черной дыре?

Космология черных дыр, также известная как «космология Шварцшильда», предполагает, что наша наблюдаемая Вселенная может быть внутренним пространством черной дыры внутри более крупной родительской Вселенной.

Эта идея была впервые представлена физиком-теоретиком Раджем Кумаром Патрия и математиком И. Дж. Гудом. Она представляет собой идею о том, что «радиус Шварцшильда», более известный как «горизонт событий» (граница, за пределы которой ничто не может выйти из черной дыры, даже свет), также является горизонтом видимой Вселенной.

Это имеет еще одно следствие: каждая черная дыра в нашей вселенной может быть дверью в другую «детскую вселенную». Эти вселенные будут ненаблюдаемы для нас, потому что они также находятся за горизонтом событий, односторонней точкой невозврата света, из которой свет не может выйти, а значит, информация никогда не сможет дойти из недр черной дыры до внешнего наблюдателя.

Эту теорию отстаивает польский физик-теоретик Никодем Поплавский из Университета Нью-Хейвена.

Иллюстрация показывает детскую вселенную, запечатанную в горизонтах событий черных дыр (иллюстрация: Robert Lea (created with Canva))

Черные дыры рождаются, когда коллапсирует ядро массивной звезды. В его сердце находится материя с плотностью, намного превышающей все, что есть в известной Вселенной.

Согласно теории Поплавского, в конечном итоге связь между торсионом, то есть скручиванием и вращением материи, и спином становится очень сильной и не позволяет материи бесконечно сжиматься до сингулярности.

«Вместо этого материя достигает состояния конечной, чрезвычайно большой плотности, перестает разрушаться, испытывает отскок, как сжатая пружина, и начинает быстро расширяться», — объяснил Поплавский сайту Space.com. «Чрезвычайно сильные гравитационные силы вблизи этого состояния вызывают интенсивное производство частиц, увеличивая массу внутри черной дыры на много порядков и усиливая гравитационное отталкивание, которое приводит к отскоку».

Ученый добавил, что быстрая отдача после такого большого отскока может быть тем, что привело к расширению нашей Вселенной — событию, которое мы сейчас называем Большим взрывом.

«Он порождает конечный период космической инфляции, что объясняет, почему наблюдаемая нами сегодня Вселенная на самых больших масштабах кажется плоской, однородной и изотропной», — сказал Поплавский.

«Таким образом, кручение в гравитации расширенной теории общей относительности Эйнштейна дает правдоподобное теоретическое объяснение сценарию, согласно которому каждая черная дыра порождает внутри себя новую, детскую вселенную и становится мостом Эйнштейна-Розена, или «червоточиной», соединяющей эту вселенную с родительской вселенной, в которой существует черная дыра».

Согласно этой теории, в новой вселенной родительская вселенная оказывается по другую сторону единственной в ней белой дыры- области пространства, в которую нельзя проникнуть извне и которую можно представить как обратную сторону черной дыры.

«Соответственно, наша собственная вселенная может быть внутренним пространством черной дыры, существующей в другой вселенной», — продолжает Поплавски. Движение материи через границу черной дыры, называемую горизонтом событий, может происходить только в одном направлении, что создает асимметрию прошлого и будущего на горизонте и, таким образом, повсюду в детской Вселенной».

«Стрела времени в такой вселенной, таким образом, будет унаследована от родительской вселенной через кручение».

Спиральные галактики в поле зрения JWST. Галактики, обведенные синим, вращаются в противоположном направлении от Млечного Пути, красные — в ту же сторону, что и Млечный Путь (иллюстрация: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025)).

Что касается новых выводов JWST. Поплавский рассказал Space.com: «Было бы интересно, если бы у нашей Вселенной была предпочтительная ось. Такая ось могла бы быть естественным образом объяснена теорией, согласно которой наша Вселенная родилась по другую сторону горизонта событий черной дыры, существовавшей в какой-то родительской Вселенной».

Он добавил, что черные дыры образуются из звезд или в центрах галактик и, скорее всего, шаровых скоплений, которые все вращаются. Это означает, что черные дыры тоже вращаются, и ось вращения черной дыры будет влиять на Вселенную, созданную черной дырой, проявляясь в виде предпочтительной оси.

«Я думаю, что самое простое объяснение вращающейся Вселенной заключается в том, что Вселенная родилась во вращающейся черной дыре. Кручение пространства-времени представляет собой наиболее естественный механизм, позволяющий избежать сингулярности в черной дыре и вместо этого создать новую, замкнутую Вселенную», — продолжает Поплавски. «Предпочтительная ось в нашей Вселенной, унаследованная от оси вращения родительской черной дыры, могла повлиять на динамику вращения галактик, создав наблюдаемую асимметрию часовой стрелки и против часовой стрелки».

Открытие JWST того, что галактики вращаются в предпочтительном направлении, подтверждает теорию о создании черными дырами новых вселенных, и я буду очень рад, если эти выводы подтвердятся».

Еще одно объяснение того, почему на JWST наблюдалось чрезмерное количество галактик, вращающихся в одном направлении, заключается в том, что причиной этого могло стать собственное вращение Млечного Пути.

Ранее ученые считали, что скорость вращения нашей галактики слишком мала, чтобы оказать незначительное влияние на наблюдения, проводимые JWST.

«Если это действительно так, то нам придется заново откалибровать наши измерения расстояний для глубокой Вселенной», — заключил Шамир. «Перекалибровка измерений расстояний может также объяснить ряд других нерешенных вопросов в космологии, таких как различия в скорости расширения Вселенной и крупных галактик, которые, согласно существующим измерениям расстояний, должны быть старше, чем сама Вселенная».

Исследование команды было опубликовано в этом месяце в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.