宇宙也在自轉(zhuǎn)？新研究：5000億年轉(zhuǎn)一圈！

根據(jù)《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society）刊載的一項(xiàng)新研究[1]，宇宙本身也存在著自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，只不過這種自轉(zhuǎn)速度極其緩慢。天文學(xué)家估計(jì)，宇宙自轉(zhuǎn)一圈要耗費(fèi)長(zhǎng)達(dá)5000億年的時(shí)間。

現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為，這個(gè)世界沒有絕對(duì)靜止的物體，宇宙中不存在絕對(duì)靜止的時(shí)空，一切物體都在進(jìn)行某種方式的運(yùn)動(dòng)，靜止只是相對(duì)的，而運(yùn)動(dòng)才是絕對(duì)的。因此，無論小到電子、質(zhì)子，還是大到宇宙星辰，都是在不停運(yùn)動(dòng)的。

我們所生活的地球，本身在繞軸自轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)一圈是一天。同時(shí)，地球又以太陽(yáng)為中心，繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)一圈是一年。地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)周期成了我們衡量時(shí)間長(zhǎng)短的基礎(chǔ)。

太陽(yáng)也不是靜止不動(dòng)的，它帶著各大行星以及小天體繞著銀河系中心轉(zhuǎn)動(dòng)。太陽(yáng)距離銀心約2.6萬(wàn)光年，每小時(shí)在銀河系中前進(jìn)72萬(wàn)公里，完成一圈公轉(zhuǎn)需要2.1億年的時(shí)間。不過，太陽(yáng)軌道并不是以一個(gè)完美的圓圈，太陽(yáng)會(huì)在銀道面上下波動(dòng)，軌跡呈現(xiàn)為波浪形。

同樣地，銀河系作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，也在宇宙中轉(zhuǎn)動(dòng)。銀河系與附近至少80個(gè)星系組成了本星系群，直徑達(dá)1000萬(wàn)光年。銀河系與其他星系繞著本星系群的質(zhì)心在轉(zhuǎn)動(dòng)，速度約為每小時(shí)44萬(wàn)公里。但銀河系會(huì)與本星系群中的仙女座星系螺旋靠近，在幾十億年后發(fā)生碰撞，并融合成一個(gè)更大的星系。

本星系群是室女座超星系團(tuán)的一部分，也在繞著超星系團(tuán)的質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)。而室女座超星系團(tuán)又是拉尼亞凱亞超星系團(tuán)的一部分，它在繞著長(zhǎng)蛇-半人馬座超星系團(tuán)所在的巨引源轉(zhuǎn)動(dòng)。

而在宇宙尺度上，宇宙自身很可能也在轉(zhuǎn)動(dòng)。宇宙結(jié)構(gòu)就像“套娃”一樣，一層層套下去，每一層都會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，整體也在轉(zhuǎn)動(dòng)。那么，在這項(xiàng)新研究中，天文學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)宇宙也很有可能在自轉(zhuǎn)的呢？

這就要從宇宙的膨脹說起。天文學(xué)家通過觀測(cè)宇宙中的星系，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)十分“詭異”的現(xiàn)象：除了銀河系附近的星系，其他遙遠(yuǎn)的星系都在遠(yuǎn)離銀河系而去，而且隨著距離的增加，星系的遠(yuǎn)離速度也在成正比例的增加。這就是著名的哈勃定律（V=H×D），其中比例常數(shù)H被稱為哈勃常數(shù)。

出現(xiàn)這種反常的現(xiàn)象，只能用一種情況解釋，那就是宇宙空間自身在各個(gè)方向均勻膨脹。雖然空間是空的，但空間結(jié)構(gòu)卻是變得越來越大，這就使得空間中的星系被互相分開，而且相距越遠(yuǎn)，單位時(shí)間內(nèi)空間膨脹得越多，星系之間的遠(yuǎn)離速度也就越快。

如果把時(shí)間向前回溯，宇宙空間會(huì)變得越來越小，星系之間也變得越來越靠近。直到回溯到某一時(shí)刻，整個(gè)宇宙縮小到一個(gè)無限小的奇點(diǎn)，所有宇宙物質(zhì)全部聚集在一起，這一時(shí)刻就被認(rèn)為是宇宙的時(shí)間起點(diǎn)，距今約138億年。宇宙就是從奇點(diǎn)大爆炸中誕生，隨后不斷膨脹變大。

但精確測(cè)量哈勃常數(shù)，一直是一個(gè)現(xiàn)代天文學(xué)難題。一種方法是通過觀測(cè)遙遠(yuǎn)星系中的超新星爆發(fā)，來測(cè)量到星系的距離，從而確定宇宙膨脹速率。另一種方法利用宇宙大爆炸留下的熱殘余，來測(cè)量宇宙膨脹速率。結(jié)果表明，兩種方法測(cè)得的哈勃常數(shù)并不一致，由此成為了“哈勃之謎”。

現(xiàn)代宇宙學(xué)無法解釋這一謎團(tuán)。而在新研究中，天文學(xué)家給宇宙模型引入了宇宙自轉(zhuǎn)參數(shù)，結(jié)果解決了這個(gè)巨大的宇宙謎團(tuán)，而且也沒有與目前的天文測(cè)量相矛盾，更沒有打破任何已知的物理定律。

研究顯示，宇宙自轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間可能高達(dá)5000億年。正因?yàn)橛钪孀赞D(zhuǎn)速度太慢，目前的天文設(shè)備很難探測(cè)到，所以人們知之甚少。照此來算，宇宙從誕生至今，還遠(yuǎn)未完成一圈自轉(zhuǎn)。

最后，還有一個(gè)問題，宇宙自身在繞著什么轉(zhuǎn)，繞著哪里轉(zhuǎn)？

參考文獻(xiàn)

[1] Balázs Endre Szigeti, István Szapudi, Imre Ferenc Barna, et al. Can rotation solve the Hubble Puzzle? Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2025, 538 (4), 3038-3041.