Ученые впервые наблюдали, как ранняя вселенная существует в чрезвычайно замедленном темпе.
Общая теория относительности Эйнштейна говорит, что мы должны наблюдать, как далекая — и, следовательно, древняя — Вселенная движется намного медленнее, чем нынешняя. Однако оглянуться назад во времени было непросто, и астрофизикам пришлось воспользоваться помощью квазаров, которые служили своеобразными «часами».
«Оглядываясь назад, в то время, когда Вселенной было чуть более миллиарда лет, мы видим, что время, кажется, течет в пять раз медленнее», - заявил профессор Герайнт Льюис из Школы физики и Института астрономии в Сиднейском университете. «Если бы вы были там, в этой младенческой вселенной, секунда казалась бы секундой, но с нашей позиции, более чем на 12 миллиардов лет в будущем, это раннее время кажется отстающим».
Профессор Льюис и его коллега, доктор Брендон Брюэр из Оклендского университета, использовали данные наблюдений почти 200 квазаров — гиперактивных сверхмассивных черных дыр в центрах самых ранних галактик — для анализа этого замедления времени.
«Благодаря Эйнштейну мы знаем, что время и пространство взаимосвязаны, и что с момента появления сингулярности Большого взрыва Вселенная расширялась», - сказал профессор Льюис. «Это расширение пространства означает, что ранняя Вселенная должна казаться намного медленнее, чем в настоящее время».
«В нашем исследовании мы установили, что это произошло примерно через миллиард лет после Большого взрыва», — добавил он.
Ранее астрономы подтвердили, что эта Вселенная с замедленным движением имеет примерно половину возраста Вселенной, используя сверхновые звезды в качестве «стандартных часов». Но хотя эти взрывающиеся звезды чрезвычайно ярки, их трудно наблюдать на огромных расстояниях, необходимых для того, чтобы заглянуть в раннюю Вселенную.
Глядя на квазары, этот временной горизонт был отодвинут всего на одну десятую от возраста Вселенной, подтверждая, что Вселенная, по-видимому, ускоряется по мере своего старения.
«Там, где сверхновые действуют как одиночная вспышка света, что облегчает их изучение, квазары более сложны, как непрерывный фейерверк», — сказал профессор Льюис. «Что мы сделали, так это проанализировали этот фейерверк, показывающий, что квазары также можно использовать в качестве стандартных маркеров времени для ранней Вселенной».
В поисках «тиканья»
Профессор Льюис работал с доктором Брюером, чтобы изучить 190 квазаров, наблюдаемых в течение двух десятилетий. Комбинируя наблюдения, сделанные в разных цветах — или длинах волн (зеленый свет, красный свет и в инфракрасном диапазоне), — они смогли стандартизировать «тиканье» каждого квазара и, применяя байесовский анализ, обнаружили, что расширение Вселенной запечатлено в каждом из них.
«Благодаря этим данным мы смогли проследить ход квазарных часов, выявив влияние расширения пространства», — подчеркнул профессор Льюис.
Эти результаты еще раз подтверждают теорию Эйнштейна о расширяющейся Вселенной, но контрастируют с предыдущими исследованиями, в которых не удалось определить замедление времени по далеким квазарам.
«Предыдущие исследования заставили задаться вопросом, действительно ли квазары являются космологическими объектами, и даже верна ли идея расширяющейся Вселенной. Тем не менее, с помощью этих новых данных и анализа мы смогли обнаружить неуловимое тиканье квазаров, и они ведут себя так, как предсказывает теория относительности Эйнштейна», — заключил профессор Льюис.
Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.
- Чтобы не пропустить новые публикации канала, подписывайтесь на нашу страницу в Телеграм. Там мы публикуем всё самое необычное, таинственное и загадочное.