В ранней Вселенной время текло в пять раз медленнее
Исследователи использовали изменения в светимости квазаров в ранней Вселенной для измерения замедления времени вплоть до одного миллиарда лет после Большого взрыва. О чем именно идет речь?
Замедление времени
Фундаментальным предсказанием модели Большого взрыва и общей теории относительности является расширение Вселенной. Это расширение означает, что само пространство расширяется, что приводит к увеличению расстояний между галактиками и небесными объектами. В результате на наблюдениях далекой Вселенной, как правило, сказывается это расширение пространства. Это космологическое расширение также влияет на наше восприятие времени.
Расширение пространства означает, что световые сигналы от удаленных объектов дольше доходят до наблюдателей на Земле. Это означает, что события в далеком космосе разворачиваются медленнее, если наблюдать их с нашей точки зрения. Астрономические явления, такие как эволюция галактик, образование звезд и звездные взрывы, могут замедляться в результате этого космологического расширения.
В предыдущей работе астрономы уже подтвердили эту "медленную эволюцию" Вселенной, когда она была примерно вдвое моложе своего возраста, используя сверхновые - массивные взрывоопасные звезды - в качестве "стандартных часов". Однако, хотя сверхновые чрезвычайно яркие, их трудно наблюдать в ранней Вселенной. Для нового исследования, подробности которого представлены в журнале , ученые использовали другой, более далекий и яркий источник: квазары.
Квазары как "часы"
Квазары - это объекты, связанные со сверхмассивными черными дырами, расположенными в центре галактик. Эти объекты образуются в основном тогда, когда материя скапливается вокруг этих черных дыр. Из-за интенсивной гравитационной силы материя нагревается до чрезвычайно высоких температур, выделяя невероятное количество энергии в виде электромагнитного излучения. В результате квазары являются одними из самых ярких объектов во Вселенной, зачастую в несколько миллиардов раз ярче нашей собственной галактики.
Изучив данные 190 таких объектов, наблюдавшихся в течение двух десятилетий, и объединив их с наблюдениями, сделанными на разных длинах волн, исследователи смогли нормализовать "тик-так" каждого из них. В результате анализа выяснилось, что время шло в пять раз медленнее, когда возраст Вселенной составлял чуть более миллиарда лет. "Другими словами, если бы Вы были там, в этой зарождающейся Вселенной, секунда казалась бы секундой. Однако с нашей точки зрения, более чем на двенадцать миллиардов лет в будущем, это первое время, кажется, тянется вечно", — так резюмирует Джерайнт Льюис из Школы физики и Института астрономии в Сиднее.
Предыдущие исследования заставили некоторых задуматься о том, действительно ли квазары являются космологическими объектами, или даже о том, верна ли идея расширения пространства. С помощью новых данных и анализа исследователи все же смогли подтвердить, что квазары ведут себя именно так, как предсказывает относительность Эйнштейна.