SDSS 与 Pan-STARRS 中星系自旋方向呈现宇称破缺与多极分布

我们检验了约 $6.4\cdot10^4$ 个具有光谱的 SDSS 旋涡星系的自旋方向分布，并与约 $3.3\cdot10^4$ 个 Pan-STARRS 星系的分布进行了比较。分析显示，具有相反自旋方向的 SDSS 星系数量之间存在统计显著的 asymmetry（不对称性），且该不对称性的大小和方向随观测方向与红移而变化。红移依赖性表明，随着红移增大，SDSS 星系自旋方向的分布变得更加不对称。将星系自旋方向分布拟合为四极排列，其拟合优度具有 >5$\sigma$ 的统计显著性；当仅使用 z>0.15 的星系时，显著性增至 >8$\sigma$。对 Pan-STARRS 星系的类似分析给出了与 SDSS 星系分析几乎相同的偶极和四极排列，表明该不对称性的来源未必是特定望远镜系统中某种未知缺陷。尽管这些观测显然具有挑衅性，但不存在已知能以这种形式表现的错误。数据分析过程完全自动化，并使用具有明确规则的确定性与对称算法。它既不涉及可能导致人类感知偏差的手动分析，也不涉及可能因机器学习复杂本质而难以识别地捕获人类偏差或其他细微差异的机器学习。此外，星系标注过程中的错误预期会在天空所有区域表现出一致偏差，而非随观测方向改变以形成清晰可辨的模式。