Астрономы, заглянув в эпоху зарождения космоса, обнаружили, что время в ранней Вселенной шло в пять раз медленнее, чем сейчас, что окончательно подтвердило предсказание, сделанное Альбертом Эйнштейном более века назад.
Исследователи обнаружили эффект экстремального замедления времени на основе данных, полученных от ярких космических маяков, известных как квазары, датируемых временем, когда возраст Вселенной составлял всего 1 млрд. лет — менее одной десятой ее современного возраста.
«Глядя в прошлое, когда возраст Вселенной составлял чуть более миллиарда лет, мы видим, что время протекало в пять раз медленнее», — заявил ведущий автор исследования Джерейнт Льюис, профессор астрофизики из Сиднейского университета.
Причина того, что в ранней Вселенной время движется медленнее, по крайней мере, с точки зрения современных наблюдателей, была впервые представлена Эйнштейном в его общей теории относительности 1915 года. Поскольку Вселенная расширяется с ускорением, свет, излучаемый далеким источником, растягивается, делая его волну длиннее и краснее.
Что еще более важно, временная задержка между световыми импульсами также растягивается в пять раз по сравнению с первоначальным промежутком, в результате чего время кажется замедленным.
«Благодаря Эйнштейну мы знаем, что время и пространство взаимосвязаны, и с момента зарождения времени в сингулярности Большого взрыва Вселенная расширяется», — говорит Льюис.
«Это расширение пространства означает, что в наших наблюдениях ранняя Вселенная должна восприниматься намного медленнее, чем время протекает сейчас. В данной работе мы установили, что это происходит примерно через миллиард лет после Большого взрыва».
Черные дыры рождаются в результате коллапса гигантских звезд и растут, питаясь газом, пылью, звездами и другими черными дырами. В некоторых из этих прожорливых пространственно-временных разрывов трение приводит к тому, что материал, закручивающийся в их жерле, нагревается и излучает свет, который может быть обнаружен телескопами, превращая черные дыры в так называемые активные галактические ядра (AGN).
Наиболее экстремальными AGN являются квазары — сверхмассивные черные дыры, которые в миллиарды раз тяжелее Солнца и выбрасывают свои газообразные оболочки со световыми взрывами, в триллионы раз превосходящими по яркости самые яркие звезды. Однако их сложные световые импульсы трудно интерпретировать, поэтому до сих пор астрономы изучали эволюцию гигантских космических взрывов — сверхновых — для изучения хода времени в ранней Вселенной.
«Если сверхновые ведут себя как одиночная вспышка света, что облегчает их изучение, то квазары имеют более сложную структуру, напоминающую непрерывный фейерверк», — сказал Льюис. «Мы разгадали этот фейерверк, показав, что квазары тоже можно использовать в качестве стандартных маркеров времени для ранней Вселенной».
Чтобы обнаружить этот эффект, астрономы взяли данные за два десятилетия по 190 квазарам и проанализировали различные длины волн, излучаемые ими, чтобы стандартизировать их регулярные вспышки, превратив их в тиканье космических часов.
Ранее эффект замедления времени наблюдался в замедленных сверхновых в период до половины нынешнего возраста Вселенной, но перенос этого временного окна всего лишь на одну десятую этого возраста подтвердил, что этот эффект присутствует в любых космических масштабах — и что он становится более выраженным на больших расстояниях. Это также является убедительным опровержением предыдущих исследований квазаров, в которых этот эффект не был обнаружен.
«Эти предыдущие исследования заставили людей усомниться в том, что квазары действительно являются космологическими объектами, и даже в корректности идеи о расширении пространства».
Однако с помощью новых данных и анализа нам удалось обнаружить неуловимый «тик» квазаров, и они ведут себя именно так, как предсказывает относительность Эйнштейна», — сказал Льюис.
Нет комментариев