В ранната Вселена времето е вървяло пет пъти по-бавно

Изследователи използваха промените в светимостта на квазарите в ранната Вселена, за да измерят забавянето на времето един милиард години след Големия взрив. За какво точно става дума?

Забавянето на времето

Основното предположение на модела на Големия взрив и Общата теория на относителността е разширяването на Вселената. Това разширяване означава, че самото пространство се разширява, което води до увеличаване на разстоянията между галактиките и небесните обекти. В резултат на това наблюденията на далечната Вселена по принцип се влияят от това разширяване на пространството. Това космологично разширяване влияе и на нашето възприятие за време.

Разширяването на пространството означава, че светлинните сигнали от по-отдалечените обекти достигат за все по-дълго време до наблюдателите на Земята. Това означава, че събитията в далечното пространство се развиват по-бавно, когато се наблюдават от нашата гледна точка. Астрономическите явления като еволюцията на галактиките, образуването на звезди и звездните катастрофи могат да бъдат забавени от това космологично разширение.

В своята предишна научна работа астрономите потвърдиха тази „бавна еволюция“ на Вселената, когато тя е била на около половината от възрастта си, като използваха свръхнови – масивни експлодиращи звезди – като „стандартен часовник“. Въпреки че свръхновите са изключително ярки, те трудно се наблюдават в ранната Вселена. За целите на новото изследване, подробности за което бяха публикувани в списание Nature Astronomy, учените са използвали друг, по-далечен и по-ярък източник: квазарите.

Квазарите в ролята на часовник

Квазарите са обекти, свързани със свръхмасивни черни дупки, разположени в центъра на галактиките. Тези обекти се образуват преди всичко, когато материята се натрупва около тези черни дупки. Поради интензивната гравитационна сила материята се нагрява до изключително високи температури, при което се отделя невероятно количество енергия под формата на електромагнитно излъчване. В резултат на това квазарите са едни от най-ярките обекти във Вселената, често няколко милиарда пъти по-ярки от нашата собствена галактика.

Чрез изучаване на данните от 190 такива обекта, наблюдавани в продължение на две десетилетия, и комбинирането им с наблюдения, направени при различни дължини на вълната, изследователите успяха да нормализират „тиктакането“ на всеки от тях. Анализът разкрива, че времето е текло пет пъти по-бавно, когато възрастта на Вселената е била малко над един милиард години.

„С други думи, ако бяхте там, в тази зараждаща се Вселена, една секунда щеше да ви се струва като секунда. Но от наша гледна точка, след повече от дванадесет милиарда години, това първо време изглежда, че се простира до безкрайността“, обобщава Гераинт Люис от Училището по физика и Института по астрономия в Сидни.

Предишни изследвания накараха някои учени да се запитат дали квазарите наистина са космологични обекти или дори дали идеята за разширяване на пространството е вярна. С помощта на новите данни и анализи изследователите все пак успяха да потвърдят, че квазарите се държат точно така, както предсказва Теорията на относителността на Айнщайн