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The universe may have been born spinning according to new findings on the symmetry of the cosmos
ANN ARBOR, July 7, 2011: Physicists and astronomers have long believed that the universe has mirror symmetry, like a basketball, but recent findings from the University of Michigan dispute this. The findings suggest that the shape of the Big Bang might be more complicated than previously thought, and that the early universe spun about an axis.
To test for the assumed mirror symmetry, physics professor Michael Longo and a team of five undergraduates catalogued the rotation direction of tens of thousands of spiral galaxies photographed in the Sloan Digital Sky Survey.
The mirror image of a counter-clockwise rotating galaxy would have clockwise rotation. More of one type than the other would be evidence for a breakdown of symmetry, or, in physics speak, a ‘parity violation’ on cosmic scales, Longo said.
The researchers found evidence that galaxies tend to rotate in a preferred direction. They uncovered an excess of left-handed, or counter-clockwise rotating, spirals in the part of the sky toward the north pole of the Milky Way. The effect extended beyond 600 million light years away.
“The excess is small, about 7 percent, but the chance that it could be a cosmic accident is something like one in a million,” Longo said. “These results are extremely important because they appear to contradict the almost universally accepted notion that on sufficiently large scales the universe is isotropic, with no special direction.”
The work provides new insights about the shape of the Big Bang. A symmetric and isotropic universe would have begun with a spherically symmetric explosion shaped like a basketball. If the universe was born rotating, like a spinning basketball, Longo said, it would have a preferred axis, and galaxies would have retained that initial motion.
Is the universe still spinning?
“It could be,” Longo said. “I think this result suggests that it is.”
Because the Sloan telescope is in New Mexico, the data the researchers analyzed for their recent paper came mostly from the northern hemisphere of the sky. An important test of the findings will be to see if there is an excess of right-handed spiral galaxies in the southern hemisphere. This research is currently underway.
A paper on the findings, Detection of a Dipole in the Handedness of Spiral Galaxies with Redshifts z~0.04 is published in Physics Letters B.
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El universo puede haber nacido girando según nuevas conclusiones sobre la simetría del cosmos
ANN ARBOR, julio 2011: Los físicos y astrónomos han creído por mucho tiempo que el universo tiene una simetría de espejo, como una pelota de básquetbol, pero las conclusiones a las que se ha llegado recientemente en la Universidad de Michigan lo cuestionan. Esas conclusiones indican que la forma de la Gran Explosión puede haber sido más complicada que lo que se creía, y que el universo naciente giraba sobre un eje.
Para probar la presunta simetría de espejo, el profesor de física Michael Longo y un equipo de cinco estudiantes de pregrado catalogaron la dirección de rotación de decenas de miles de espirales galácticas fotografiadas en la Encuesta Digital Sloan del Cielo.
La imagen de espejo de una galaxia que rote en sentido opuesto a las agujas del reloj debería tener una rotación en sentido de las agujas del reloj. La existencia de más galaxias de un tipo que del otro hubiese sido prueba de un rompimiento de la simetría o, como dicen los físicos, una “violación de la paridad” en escals cósmicas, dijo Longo.
Los investigadores encontraron pruebas de que las galaxias tienden a rotar en una dirección preferida. Descubrieron un exceso de espirales que rotan hacia la izquierda, es decir en sentido opuesto a las agujas del reloj en la región del cielo hacia el polo norte de la Vía Láctea. El efecto se extiende hasta más allá de 600 millones de años luz.
“El exceso es pequeño, un 7 por ciento, pero la probabilidade de que esto pueda ser solo un accidente cósmico es de alrededor de una en un millón”, dijo Longo. “Los resultados son extremadamente importantes porque parecen contradecir la noción, aceptada casi universalmente, de que en una escala suficientemente grande el universo es isotróplico, es decir no tiene una dirección especial”.
Este trabajo proporciona nuevos conocimientos acerca de la forma de la Gran Explosión. Un universo simétrico e isotrópico habría comenzado con una explosión esféricamente simétrica, con la forma de una pelota de básquetbol. Si el universo hubiese nacido como una pelota de básquetbol girando, dijo Longo, tendría un eje preferido y las galaxias hubiesen retenido el movimiento inicial.
¿Sigue girando el universo?
“Podría ser”, dijo Longo. “Yo creo que estas conclusiones sugieren que sigue girando”.
Dado que el telescopio Sloane se encuentra en Nuevo México los datos que los científicos analizaron para su estudio reciente provienen, principalmente, del hemisferio norte del cielo. Una prueba importante de estas conclusiones será ver si existe un exceso de espirales galácticas en el hemisferio sur que giran hacia la izquierda. Esta investigación está en curso.
Un artículo sobre esas conclusiones, titulado “Detection of a Dipole in the Handedness of Spiral Galaxies with Redshifts z~0.04” se publica en la revista Physics Letters Bi.
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