Космически часовник: Бързо или бавно тече времето

С трува ли ви се понякога, че времето се движи все по-бързо. Може да се окаже, че това не е само чувство. 

Учените са надникнали в ранните дни на Вселената, когато тя е била на около 1 милиард години, и са открили, че нещата са се движили много-бавно в сравнение със сега.

Откритието потвърждава общата теория на относителността на Алберт Айнщайн, която предполага, че в миналото далечната Вселена се е движила много по-бавно.

Като се има предвид необятността на Вселената, изучаването на нейните най-ранни дни е като поглед назад във времето. Слабата светлина от най-старите галактики все още пътува из Вселената, за да достигне Земята, така че най-далечните краища на Вселената, видими за учените, са светлина от миналото.

Astronomers observe time dilation in early universe https://t.co/hFotbisSVT

— Notebkr (@gbwhittaker1) July 4, 2023

Но погледът назад към древната Вселена, формирана от Големия взрив преди около 13,8 милиарда години, е изключително трудна задача. Обхватът на сложните телескопи, които наблюдават в различни дължини на вълните на светлината, може да се разпростре само дотам в космоса.

Затова учените се обърнаха към едно явление, което може да послужи като своеобразен небесен график: квазар.

Квазарът, или хиперактивната свръхмасивна черна дупка в центъра на ранна галактика, е толкова светъл, че засенчва нашата галактика Млечен път 100 пъти. Тази яркост действа като космически часовник, който изследователите могат да използват за проследяване на времето във Вселената.

Наблюдението на квазари във времето позволи на екип от астрономи да види как Вселената сякаш се ускорява със стареенето си. Резултатите от изследването са публикувани в понеделник в списание Nature Astronomy.

"Поглеждайки назад към времето, когато Вселената е била на малко повече от един милиард години, виждаме, че времето тече пет пъти по-бавно", казва в изявление водещият автор на изследването Гераинт Люис, професор по астрофизика в Училището по физика и Института по астрономия в Сидни към Университета в Сидни.

"Ако бяхте там, в тази млада Вселена, една секунда щеше да изглежда като една секунда - но от нашата позиция, повече от 12 милиарда години напред в бъдещето, това ранно време ще изглежда като много бавно"

Разширяване на Вселената

Изследванията показват, че Вселената се разширява, при това с ускорени темпове, които учените все още се опитват да разберат.

Разкриването на това, което се е случило в ранните дни на Вселената, може да помогне на учените да се справят с най-големите загадки за нейния произход, как се е развила и какво е бъдещето.

"Благодарение на Айнщайн знаем, че времето и пространството са преплетени и че от зората на времето в сингулярността на Големия взрив Вселената се разширява", казва Люис.

"Това разширяване на пространството означава, че наблюденията ни на ранната Вселена би трябвало да изглеждат много по-бавни, отколкото времето тече днес. В тази статия установихме това до около един милиард години след Големия взрив."

Свръхнови срещу квазари

Съавторът на изследването д-р Брендън Брюър, старши преподавател по статистика и астростатистик в Окландския университет, извършва анализ на 190 квазара, наблюдавани в продължение на две десетилетия. Наблюденията, заснети при различни дължини на светлинните вълни, сякаш "тиктакат" като часовници.

Астрономите също така разглеждат свръхновите или експлозиите на масивни звезди като друг вид космически часовник, който им позволява да проследят бавното движение на Вселената до около половината от сегашната ѝ възраст.

Макар и много ярки, свръхновите стават много по-трудни за наблюдение на по-големи разстояния от Земята, което означава, че астрономите се нуждаят от друг източник, който да се вижда по-дълбоко в ранната Вселена.

"Докато свръхновите действат като единична светкавица, което ги прави по-лесни за изучаване, квазарите са по-сложни, като непрекъснат фойерверк", казва Люис.

"Това, което направихме, е да разгадаем този фойерверк, показвайки, че квазарите също могат да се използват като стандартни маркери за времето в ранната Вселена."