Время двигалось в замедленном темпе в первые дни существования Вселенной

На иллюстрации художника изображена далекая галактика с активным квазаром в центре. Квазар исключительно яркий, потому что он высвобождает тонны энергии, которая генерируется, когда сверхмассивная черная дыра поглощает газ, пыль и небесные объекты.

Ученые заглянули в ранние дни Вселенной, когда ей было около 1 миллиарда лет, и обнаружили, что вещи двигались медленнее, чем сейчас.

Открытие подтверждает общую теорию относительности Альберта Эйнштейна, которая предполагает, что далекая Вселенная в прошлом двигалась намного медленнее.

Учитывая необъятность Вселенной, изучение ее первых дней похоже на оглядывание назад во времени. Слабый свет от самых старых галактик все еще путешествует по Вселенной, чтобы достичь Земли, поэтому самые дальние уголки Вселенной, видимые ученым, — это свет из прошлого.

Но оглянуться на древнюю вселенную, образовавшуюся в результате большого взрыва около 13,8 миллиардов лет назад, — невероятно сложная задача. Досягаемость сложных телескопов, которые наблюдают в различных длинах волн света, может простираться только в пределах космоса.

Итак, ученые обратились к явлению, которое может служить своего рода небесным расписанием: квазару.

Квазар, или гиперактивная сверхмассивная черная дыра в центре ранней галактики, настолько яркая, что затмевает нашу галактику Млечный Путь в 100 раз. Эта яркость действует как космические часы, которые исследователи могут использовать для отслеживания времени во Вселенной.

Наблюдение за квазарами с течением времени позволило группе астрономов увидеть, как Вселенная ускоряется по мере старения. Результаты исследования опубликованы в понедельник в журнале Nature Astronomy.

«Оглядываясь на то время, когда Вселенной было чуть более миллиарда лет, мы видим, что время течет в пять раз медленнее», — сказал ведущий автор исследования Герайнт Льюис, профессор астрофизики Школы физики Сиднейского университета и Сиднейского института исследований. Астрономия, в заявлении.

«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».

Расширение вселенной

Исследования показывают, что Вселенная расширяется, причем с ускоренной скоростью, которую ученые все еще пытаются понять.

Раскрытие того, что произошло в первые дни существования Вселенной, может помочь ученым решить самые большие загадки о ее происхождении, о том, как она развивалась и что ждет ее в будущем.

«Благодаря Эйнштейну мы знаем, что время и пространство переплетены, и с начала времен в сингулярности Большого взрыва Вселенная расширялась», — сказал 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».

Сверхновые против квазаров

Соавтор исследования доктор Брендон Брюэр, старший преподаватель статистики и астростатистик Оклендского университета, провел анализ 190 квазаров, которые наблюдались в течение двух десятилетий. Наблюдения, сделанные при разных длинах волн света, казалось, «тикали», как часы.

Астрономы также смотрели на сверхновые, или взрывы массивных звезд, как на еще один тип космических часов, которые позволяли им отслеживать медленное движение Вселенной примерно до половины ее нынешнего возраста.

Хотя сверхновые звезды очень яркие, их становится гораздо труднее наблюдать на больших расстояниях от Земли, а это означает, что астрономам нужен был еще один источник, который был бы виден глубже в ранней Вселенной.

«Там, где сверхновые действуют как одна вспышка света, что облегчает их изучение, квазары более сложны, как непрекращающийся фейерверк», — сказал Льюис. «Что мы сделали, так это разобрали этот фейерверк, показав, что квазары тоже можно использовать в качестве стандартных маркеров времени для ранней Вселенной».