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中央研究院天文及天文物理研究所研究成果發表，日期：2025年10月23日
中研院天文所博士後研究學者沈準燮帶領國際團隊，利用電腦模擬宇宙中許多星系的演化，發現現今星系的旋轉方向，可能藏著早期宇宙是否「打破對稱性」的線索。這種對稱性叫做宇宙的「鏡像對稱」（Parity Symmetry），就像左手和右手的關係一樣。研究結果顯示，未來新的天文觀測資料，有機會真的找到這種「宇宙偏向某一邊」的證據，幫助我們了解宇宙是不是有「左右手之分」。這項成果日前發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters），並被選為重點報導刊登於《Physics》。
我們的宇宙是「左撇子」還是「右撇子」？這聽起來或許有點奇怪，但其實這個問題牽涉到物理學中一個非常基本的概念——鏡像對稱。這個原理認為，大自然的定律在鏡子裡應該看起來一樣。如果這種對稱性在宇宙誕生初期被打破，那就可能代表有一些超出目前物理理論的新現象。
中研院天文所沈準燮（Junsup Shim）和研究團隊，近期在檢驗「宇宙手性」方面，取得重要進展。他們利用電腦模擬（稱為「宇宙N體模擬」）設計出一種新的方法，創造出一個「一出生就帶有偏向性」的宇宙——也就是一個打破鏡像對稱的模擬宇宙。沈準燮表示：「我們發現，如果早期宇宙的鏡像對稱被打破，現在星系的旋轉分布也會跟著不一樣。」這項方法讓研究人員能追蹤宇宙演化，如何從一開始的不對稱，一直到今天所看到的巨大星系結構。
研究結果顯示，即使經過上百億年的演化，這種最初的不對稱仍然有一部分被保留下來，藏在星系的自轉方向裡。透過研究星系的旋轉方向，天文學家或許能在真實觀測中找到早期宇宙「打破對稱」的痕跡。研究團隊預測，未來像「暗能量光譜儀（DESI）」這類大型天文觀測，有機會用極高的準確度發現這些跡象，為了解早期宇宙的物理開啟新頁。
沈準燮認為：「星系的旋轉仍然保留著宇宙最初那點不對稱的印記。觀察它們今天的旋轉方式，或許能幫助我們揭開宇宙誕生時的祕密。」
早期宇宙的物質分布模擬圖——左圖為具有鏡像對稱的情況，右圖則是不具有鏡像對稱，顯示出宇宙最初「手性」的影響。圖片來源：沈準燮
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本篇論文發表於2025年9月30日出版的物理評論快報（Physical Review Letters），篇名：Probing Vector Chirality in the Early Universe，並被期刊主編評選為《Physics》重點報導。
媒體聯絡
中央研究院天文及天文物理研究所 沈準燮博士
Email: jshim@asiaa.sinica.edu.tw
電話:02-2366-5419
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