В ранней Вселенной время текло в пять раз медленнее
Ученые впервые наблюдали, как ранняя Вселенная движется в чрезвычайно медленном движении, раскрыв одну из тайн расширяющейся Вселенной Эйнштейна. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy. Общая теория относительности Эйнштейна означает, что мы должны наблюдать, как далекая — и, следовательно, древняя — Вселенная движется намного медленнее, чем сегодня. Однако заглянуть в прошлое так далеко оказалось невозможным. Теперь ученые разгадали эту тайну, используя квазары в качестве «часов». «Оглядываясь на то время, когда Вселенной было чуть более миллиарда лет, мы видим, что время течет в пять раз медленнее», — сказал ведущий автор исследования, профессор Герайнт Льюис из Школы физики и Сиднейского института астрономии при Университет Сиднея. «Если бы вы были там, в этой младенческой вселенной, одна секунда показалась бы одной секундой, но с нашей позиции, более чем на 12 миллиардов лет в будущем, это раннее время кажется тянущимся».
Профессор Льюис и его коллега, доктор Брендон Брюэр из Оклендского университета, использовали данные наблюдений почти 200 квазаров — гиперактивных сверхмассивных черных дыр в центрах ранних галактик — для анализа этого замедления времени. «Благодаря Эйнштейну мы знаем, что время и пространство переплетены, и что с незапамятных времен в сингулярности Большого взрыва Вселенная расширялась», — сказал профессор Льюис. «Это расширение пространства означает, что наши наблюдения за ранней Вселенной должны казаться намного медленнее, чем время течет сегодня. «В этой статье мы установили это примерно через миллиард лет после Большого взрыва». Ранее астрономы подтвердили, что эта Вселенная с медленным движением восходит примерно к половине возраста Вселенной, используя сверхновые — массивные взрывающиеся звезды — в качестве «стандартных часов». Но хотя сверхновые звезды чрезвычайно ярки, их трудно наблюдать на огромных расстояниях, необходимых для того, чтобы заглянуть в раннюю Вселенную.
Благодаря наблюдению за квазарами этот временной горизонт был отброшен всего на одну десятую возраста Вселенной, подтверждая, что Вселенная, по-видимому, ускоряется по мере старения. Профессор Льюис сказал: «Там, где сверхновые действуют как одиночная вспышка света, что облегчает их изучение, квазары более сложны, как непрекращающийся фейерверк. «Что мы сделали, так это разобрали этот фейерверк, показав, что квазары тоже можно использовать в качестве стандартных маркеров времени для ранней Вселенной». Профессор Льюис работал с астростатистиком доктором Брюэром, чтобы изучить детали 190 квазаров, наблюдаемых в течение двух десятилетий. Объединив наблюдения, сделанные при разных цветах (или длинах волн) — зеленом свете, красном свете и в инфракрасном диапазоне, — они смогли стандартизировать «тикание» каждого квазара. Применив байесовский анализ, они обнаружили, что расширение Вселенной отпечатывается на тикании каждого квазара.
«Благодаря этим изысканным данным мы смогли наметить ход квазарных часов, раскрывая влияние расширения пространства», — сказал профессор Льюис. Эти результаты еще раз подтверждают картину Эйнштейна о расширяющейся Вселенной, но контрастируют с более ранними исследованиями, в которых не удалось определить замедление времени далеких квазаров. «Эти более ранние исследования заставили людей задаться вопросом, действительно ли квазары являются космологическими объектами, и даже верна ли идея расширения пространства», — сказал профессор Льюис. «Однако с этими новыми данными и анализом мы смогли найти неуловимое тиканье квазаров, и они ведут себя именно так, как предсказывает теория относительности Эйнштейна», — сказал он.
