Невероятно откритие: Времето се е движило по-бавно в ранните дни на Вселената

Н аблюдавано е, че в квазарите в ранната Вселена времето е текло по-бавно.

Наблюдаваното забавяне на времето е следствие от Общата теория на относителността на Алберт Айнщайн, съчетана с разширяването на пространството. "В основата си това е поредната история от типа "Айнщайн отново е прав", казва Гераинт Люис, космолог от Университета в Сидни, пред Space.com.

Люис и Брендън Брюър от Окландския университет са съавтори на нова статия, описваща дълго търсеното потвърждение на ефекта на дилатация на времето в променливостта на квазарите. Квазарът се захранва от акретираща свръхмасивна черна дупка в сърцето на изключително активна галактика. Тъй като акреционният диск около черната дупка е сравнително малък, колебанията в светлината, излъчвана от квазара, могат да се осъществят само за няколко дни. Това ги прави по-лесни за проследяване.

Космически часовник: Бързо или бавно тече времето

Въпреки това за времето, откакто светлината и нейните колебания са излъчени от 12-милиардния квазар, Вселената се е разширила значително. Това означава, че ние виждаме квазарите такива, каквито са съществували преди повече от 12 милиарда години. 

"Очаквахме квазарите също да проявяват такова поведение, но предишните търсения не бяха успели да го открият", казва Люис.

Нова извадка от 190 квазара с високо червено отместване, наблюдавани в продължение на 20 години от Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Pan-STARRS и Dark Energy Survey, предостави на Люис и Брюър инструментите за най-накрая откриване на забавяне на времето в променливостта на квазара светлина. Дългият период на наблюдения, съчетан с телескопична чувствителност към флуктуациите на квазара, разкрива ефекта на забавяне на времето. Въз основа на това колко бавно изглеждат флуктуациите, изглежда, че времето в тези квазари тече пет пъти по-бавно, отколкото за нас в нашата референтна система на Земята.

Огнени топки широки 250 километра валят върху Слънцето

"Можем да определим точно характеристиките на тяхната променливост и да покажем, че квазарите наистина си играят с космоса", каза Люис.

За да сме наясно, времето в тези квазари не е текло бавно спрямо всичко наоколо - в тяхната референтна рамка времето е текло нормално. Теорията на относителността на Айнщайн и начинът, по който той описва протичането на времето, се основават на концепцията за референтни рамки и на това, че тези рамки могат да се различават по скоростта си една спрямо друга. 

"Движението на далечните галактики се дължи на разширяването на пространството", казва Люис. Помислете, че константата на Хъбъл описва с каква скорост се разширява обемът на пространството с диаметър 3,26 милиона светлинни години за секунда. Това е постъпателен ефект, при който разширяващите се обеми пространство се сумират. Колкото по-далеч от нас се намира една галактика, толкова повече се е разширило пространството между нея и нас и толкова по-бързо изглежда, че тази галактика се отдалечава от нас.

За първи път: Учените се докоснаха до обект извън нашата Слънчева система

"Някои от тези квазари са се движили по-бързо от скоростта на светлината спрямо нас, когато са били излъчени фотоните", казва Люис.

Както е показал Айнщайн, когато се доближавате до скоростта на светлината, се случват странни неща. Едно от тези странни неща е забавянето на времето. Неподвижен наблюдател на Земята би наблюдавал как часовник, движещ се по-бързо от него, независимо дали е на космически кораб или в квазар, изглежда, че се забавя. Колкото по-бързо се движи часовникът, толкова по-голям е ефектът. При скорости, приближаващи се до скоростта на светлината, ефектът е драматично изразен, което води до особености като парадокса на близнаците.

Разширението на времето не е само теоретично. То е наблюдавано, макар и в малки количества, в спътници, които обикалят около Земята - Глобалната система за позициониране трябва да отчита това. От космологична гледна точка забавяне на времето е наблюдавано в свръхнови, които са избухнали преди 6-7 милиарда години, но никога досега в по-отдалечени обекти. 

Звездна светлина от квазарни галактики е открита в зората на Вселената

Освен че е още една успешна проверка на теорията на относителността на Айнщайн, наблюдаваното в квазарите разширение на времето е и още едно доказателство, че наистина живеем във Вселена, която се разширява в резултат на Големия взрив. Ако Вселената не се разширяваше, квазарите нямаше да се движат с релативистична скорост спрямо нас. Люис описва откритията като "поставящи под въпрос някои от най-крайните идеи, които са предложени, включително и тази, че космолозите грешат, поради предишния неуспех да видят забавяне на времето на квазарите".