宇宙中的天體都在旋轉，那么宇宙本身是否也在旋轉？

“不管有沒有我，地球依舊在旋轉，一切都在繼續。”——菲爾·安塞爾莫

在我們周圍，從微觀到宏觀，我們最容易感受到的是一個物體圍繞另一個物體旋轉。例如：電子繞核，衛星繞行星，行星繞恒星，恒星繞著星系中心。那么問題來了，星系是繞著什么東西旋轉，或者說繞著什么東西公轉？并且我們現在知道可能存在多元宇宙，那么我們的宇宙是否也繞著什么在旋轉？今天就說下這個問題。

讓我們從宇宙的最開始說起！

宇宙暴漲創造了大爆炸的初始狀態，自旋是粒子與生俱來的特性

在我們的宇宙充滿物質、輻射、中微子、暗物質或目前在其中發現的任何粒子之前，宇宙的初期處于一種指數膨脹的狀態，在時空中唯一的能量是空間本身固有的能量。這就是宇宙暴漲時期，是它導致了大爆炸發生也創造了大爆炸初期宇宙熾熱、稠密充滿物質和輻射的狀態，我們稱之為宇宙的誕生。

在暴漲的時間里，據我們所知，真空能量發生了量子漲落，但彼此之間不能相互作用，因為空間的膨脹的太快，在光速下進行相互作用無法發生。而且暴漲在所有地方和所有方向上都是一樣的，也沒有任何特殊類型的首選軸。

當暴漲結束時，空間內在的能量衰變到物質、反物質和輻射中，但是有一小部分真空能量被“鎖”在了空間里，就是我們現在說的暗能量。這些量子漲落在指數膨脹的宇宙中產生了密度過高和密度過低的區域。

這就是我們所說的大爆炸階段。宇宙創造出了標準模型中的所有粒子和我們目前尚未發現的粒子。從一開始，所有的基本粒子都具有固有的角動量：一種被稱為自旋的特性，無法與粒子本身分離。

每個電子、夸克和中微子的自旋為±?，每個膠子或光子的自旋為±1。假設引力是按照我們所認為的量化方式，那么引力子的自旋為±2，在所有基本粒子中，只有希格斯玻色子的自旋是零。

粒子生來并沒有相互之間的角動量

當宇宙中所有的粒子被第一次創造出來的時候，粒子之間還沒有機會相互作用。所以說根據我們的理解，宇宙并不是生來就有一個粒子繞著其他粒子轉的。但是粒子生來就具有內在的動能，并且宇宙在不同的位置上有著不同的密度。

當粒子碰撞和引力相互作用時，密度過高的區域會在引力的作用下吸引越來越多的物質和能量，而密度較低的區域則變得更加稀疏，把它們的物質和能量轉移到附近密度相對較大的區域。

當宇宙冷卻時，夸克凝聚成原子核，原子核有自己固有的角動量，受原子核和粒子物理定律支配。類似地，當宇宙冷卻到足以形成中性原子的時候，原子并不是波爾“行星軌道”模型，而是電子會占據特定的量子態，所有的量子態都有自己固有的自旋和軌道角動量，如上圖所示。

當宇宙形成中性原子時，密度過低和密度過高區域之間的引力差異跟宇宙剛誕生時相比，已經被放大了很多倍。

引力作用下的潮汐力矩

當宇宙還很年輕的時候，宇宙就有了獨特的引力區域，這些區域都會發展成我們現在看到的恒星、星系、星系團等等，而這些區域（還沒有在引力作用下塌縮成星系的氣體云）會彼此相對移動，并對彼此施加引力。

除非這些引力源（氣體云）都具有非常不可思議的特性：即它們都是完美的球形，同時氣體云的只是沿著假想的直線運動，那么兩個氣體云之間會對彼此施加一種非常特殊的力：潮汐力矩。

每一個點上的物質和能量與其他物質和能量運動的相對不一致，都會在引力的作用下產生一個扭矩，就像我們向上或向下推扳手會使螺母轉動一樣。

潮汐力矩在大小尺度上存在，并影響了我們所知的每一點物質，一直到單個原子之間的相互作用。隨著時間的推移，引力坍縮開始發生，這些少量的角動量（其中50%應該是順時針，50%應該是逆時針）足以使巨大的氣體云旋轉得非常緩慢。

在物理學中有一些守恒量。我們對能量守恒很熟悉：能量不能被創造或毀滅。但是還有一個動量守恒，動量也不能被創造或毀滅。如果你觀察一個旋轉的花樣滑冰運動員，當他或她把胳膊和腿拉近身體時，你就可以看到動量守恒的效應。

通過改變一個系統的慣性矩（使質量分布更接近旋轉軸），根據角動量守恒系統的角速度或轉速就必須增加。例如，我們的太陽自轉周期略小于一個月，如果我們把太陽坍縮成一顆白矮星，一個和地球差不多大小的物體，那么太陽的角速度將會增加到每36分鐘就會自轉一周！

A級恒星和白矮星

當涉及到恒星系統，單個的行星和衛星，或者整個星系時，我們實際上看到的不止是一個密度大的靜止物體，這就證明了宇宙中每一個已知的系統都經歷過潮汐力矩的相互作用，并且相對于宇宙中的其他物體具有非零的角動量。

總結：星系、星系團中心引力并不是一些旋轉的根本

• 星系繞什么旋轉？

換句話說，我們都知道大部分星系的中心都有一個超大質量黑洞，但是黑洞的存在并不是導致星系旋轉的根本原因，即使沒有黑洞的存在星系也會繼續旋轉，恒星也會繼續圍繞星系中心旋轉！事實上，我們也看到許多沒有中心黑洞的螺旋星系，這些星系也在照常完美的運行。

所以萬有引力、不可避免的潮汐力矩和角動量守恒是一切天體都在旋轉的根本原因！因此在星系團中，星系也在互相繞中心旋轉，而這個中心并不需要有什么超大質量的天體！

• 宇宙是否在旋轉？

另一方面，如果我們把整個宇宙看作一個整體呢？我們目前認為宇宙沒有在整體旋轉，因為萬有引力沒有（也永遠不會有）機會在比可觀測宇宙更大的尺度上相互作用，就算存在多元宇宙，而這些宇宙之間是沒有任何聯系和信息交互的，畢竟我們現在認為引力是以光速在傳播，而我們宇宙的膨脹速度都已經超過光速了。

從理論上講，宇宙也可能有一定的角動量，但這不是引力造成的，而是它與生俱來的特性，如果真是這樣，這將又是一個巨大的謎團！