Was the universe born spinning?

(Recuperado de: http://physicsworld.com/cws/article/news/46688, el 25 de Julio de
2011)
Was the universe born spinning?
Jul 25, 2011 1 comment
Spiral galaxy NGC 4414
The universe was born spinning and continues to do so around a preferred axis – that is the
bold conclusion of physicists in the US who have studied the rotation of more than 15,000
galaxies. While most cosmological theories have suggested that – on a large scale – the
universe is the same in every direction, these recent findings suggest that the early universe
was born spinning about a specific axis. If correct, this also means that the universe does
not possess mirror symmetry, but rather has a preferred right or left "handedness".
Led by Michael Longo from the University of Michigan, the team had set out to test
whether mirror symmetry, also referred to as "parity", was violated on the largest scales. If
a particle violates parity, its mirror image would behave differently, and such particles can
be described as right- or left-handed. Parity is violated in nuclear beta decays and there is a
strong preference in nature for left-handed amino acids, rather than right-handed.
"To my knowledge, no-one had asked the question of whether the universe itself had a
preference of say left-handed over right-handed. My idea was to test this by seeing if there
was a preferred sense of rotation of spiral galaxies. At that time, I didn't quite appreciate
that, if so, it meant that the entire universe would have a net angular momentum," explains
Longo.
Galaxies in a spin
Longo and a team of five undergraduate students catalogued the rotation direction of
15,158 spiral galaxies with data from the Sloan Digital Sky Survey. They found that
galaxies have a preferred direction of rotation – there was an excess of left-handed, or
counter-clockwise, rotating spiral galaxies 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%, and Longo says that the chance that it could be a cosmic
accident is something like one in a million. "If galaxies tend to spin in a certain direction, it
means that the overall universe should have a rather large net angular momentum. Since
angular momentum is conserved, it seems it [the universe] must have been "born"
spinning."
What impact would this have on the Big Bang and how the universe was born? Observers
in our universe could never see outside of it, so we cannot directly tell if the universe is
spinning, in principle, explains Longo. "But if we could show that our universe still retains
the initial angular momentum within its galaxies, it would be evidence that our universe
exists within some larger space and it was born spinning relative to other universes," he
told physicsworld.com. "I picture the Big Bang as being born with spin, just like a proton or
electron has spin. As the universe expanded, the initial angular momentum would be spread
among the bits of matter that we call galaxies, so that the galaxies now tend to spin in a
preferred direction," he explained. When asked if the preferred spin on a large scale could
be induced by some other means, he agrees that, while it may be possible, a net universal
spin would be simplest explanation and so probably the best-case scenario.
Looking for 'other manifestations'
Longo also points out that the axis of asymmetry that they found is closely related to the
alignments observed in WMAP cosmic microwave background distributions. He feels that
it would be interesting to see if we could find "other manifestations" of a spinning universe.
The Sloan telescope is in New Mexico, and therefore the data that Longo's team analysed
came mostly from the northern hemisphere of the sky. However, they did find a similar
trend in the galaxy spin data from the southern hemisphere compiled by Masanori Iye and
Hajime Sugai in 1991. Longo and his students are now looking through more data to show
an equal excess of right-handed spiral galaxies in the southern hemisphere.
Neta Bahcall, an astrophysicist at Princeton University in the US, feels that there in no solid
evidence for a rotating universe. "The directional spin of spiral galaxies may be impacted
by other local gravitational effects," she said. She believes that this could result in small
correlations in spin rotation over distances less than about 200 Mpc – whereas the
observable universe is about 14 Gpc in size. She feels that the uncertainty quoted in the
paper includes only the minimal statistical uncertainty and that no systematic uncertainties
– such as local gravitational effects or the fact that galaxies are correlated with each other –
have been considered.
A paper on the findings is published in Physics Letters B 10.1016.
About the author
Tushna Commissariat is a reporter for physicsworld.com
¿Nació el universo dando vueltas?
25 de julio 2011 1 comentario
La galaxia espiral NGC 4414
El universo nació de hilado y lo sigue haciendo en torno a un eje preferido - que es la audaz
conclusión de los físicos en los EE.UU. que han estudiado la rotación de más de 15.000
galaxias. Aunque la mayoría de las teorías cosmológicas han sugerido que - a gran escala el universo es el mismo en todas las direcciones, estos hallazgos recientes sugieren que los
inicios del universo nació girando alrededor de un eje específico. Si es correcta, esto
también significa que el universo no posee simetría de espejo, sino que tiene un derecho
preferente o de retroceso "imparcialidad".
Dirigido por Michael Longo de la Universidad de Michigan, el equipo tuvo como objetivo
probar si la simetría de espejo, también conocido como "paridad", fue violada en las escalas
más grandes. Si una partícula viola la paridad, su imagen en el espejo se comportan de
manera diferente, y esas partículas pueden ser descritos como de derecha o izquierda. La
paridad es violado en las desintegraciones beta nuclear y hay una fuerte preferencia en la
naturaleza de la mano izquierda aminoácidos, en vez de la mano derecha.
"Que yo sepa, nadie había hecho la pregunta de si el universo tenía una preferencia de decir
que la mano izquierda sobre la mano derecha. Mi idea era poner a prueba esta por ver si
había un sentido de rotación preferido de las galaxias espirales. En ese momento, yo no
acababa de comprender que, si es así, significa que el universo entero tendría un momento
angular neto ", explica Longo.
Las galaxias en un giro
Longo y un equipo de cinco estudiantes de pregrado catalogado el sentido de rotación de
15.158 galaxias espirales con datos del Sloan Digital Sky Survey. Ellos encontraron que las
galaxias tienen un sentido de rotación preferido - hubo un exceso de la mano izquierda, o
hacia la izquierda, girando las galaxias espirales en la parte del cielo hacia el polo norte de
la Vía Láctea. El efecto prolongado más allá de 600 millones de años luz de distancia.
El exceso es pequeño, alrededor del 7%, y Longo dice que la posibilidad de que podría ser
un accidente cósmico es algo así como uno en un millón. "Si las galaxias tienden a girar en
una dirección determinada, significa que el universo en general debe tener un lugar de gran
momento angular neto. Desde el momento angular se conserva, parece que [el universo]
debe haber" nacido de "spinning".
¿Qué impacto tendría esto en el Big Bang y cómo nació el universo? Los observadores de
nuestro universo no podía ver fuera de ella, así que directamente no se puede saber si el
universo está girando, en principio, explica Longo. "Pero si podemos demostrar que nuestro
universo aún conserva el momento angular inicial dentro de sus galaxias, sería prueba de
que nuestro universo existe dentro de un espacio más grande y que nació girando con
respecto a otros universos", dijo a physicsworld.com . "Me imagino que el Big Bang como
nacer con un giro, al igual que un protón o el electrón tiene espín. A medida que el universo
se expandía, el momento angular inicial se extendió entre los trozos de materia que
llamamos galaxias, de modo que las galaxias tienden ahora a girar en una dirección
preferida ", explicó. Cuando se le preguntó si prefería el giro a gran escala podría ser
inducida por algún otro medio, se conviene en que, si bien puede ser posible, dar una vuelta
universales neto sería explicación más simple y por lo tanto, probablemente, el mejor de los
casos.
En busca de "manifestaciones de otros
Longo también señala que el eje de la asimetría que se encuentra está muy relacionado con
las alineaciones observadas en las distribuciones de WMAP cósmica de fondo de
microondas. Él siente que sería interesante ver si podíamos encontrar "otras
manifestaciones" de un universo girando.
El telescopio Sloan en Nuevo México, y por lo tanto, los datos que el equipo de Longo
analizados provenían sobre todo del hemisferio norte del cielo. Sin embargo, se encontró
una tendencia similar en los datos galaxia giran en el hemisferio sur compilado por
Masanori Iye y Sugai Hajime en 1991. Longo y sus estudiantes están buscando a través de
más datos que muestran un exceso de igualdad de las galaxias espirales mano derecha en el
hemisferio sur.
Neta Bahcall, un astrofísico de la Universidad de Princeton en los EE.UU., considera que es
en ninguna evidencia sólida para un universo de rotación. "El giro direccional de las
galaxias espirales pueden ser afectadas por otros efectos gravitacionales locales", dijo. Ella
cree que esto podría resultar en pequeñas correlaciones en la rotación de giro sobre
distancias de menos de alrededor de 200 Mpc - mientras que el universo observable es de
aproximadamente 14 Gpc de tamaño. Ella siente que la incertidumbre en el citado
documento incluye sólo la incertidumbre estadística mínima y que no la incertidumbre
sistemática - como local de los efectos gravitacionales o el hecho de que las galaxias están
relacionados unos con otros - han sido consideradas.
Un documento sobre las conclusiones se publica en Physics Letters B 10,1016 .
Acerca del autor
Tushna Comisaría es un reportero de physicsworld.com