Рендеринг вселенной из Квазара «Часы» стал в 5 раз медленнее после Большого Взрыва

В новаторском исследовании ученые использовали квазары в качестве космических часов, чтобы наблюдать за ранней Вселенной, движущейся в чрезвычайно медленном движении, подтверждая общую теорию относительности Эйнштейна. Изучив данные почти 200 квазаров, сверхмассивных черных дыр в центрах ранних галактик, команда обнаружила, что время, казалось, текло в пять раз медленнее, когда Вселенной было чуть больше миллиарда лет.

Данные наблюдений почти 200 квазаров показывают, что Эйнштейн снова был прав в отношении временного расширения Вселенной.

Ученые впервые заметили, что ранняя Вселенная двигалась очень медленно, что открыло одну из загадок расширяющейся Вселенной Эйнштейна.

Общая теория относительности Эйнштейна означает, что мы должны наблюдать далекую — и, следовательно, древнюю — Вселенную, работающую гораздо медленнее, чем сегодня. Однако оглядываться назад на то время оказалось неуловимым. Теперь ученые смогли разгадать эту загадку, используя квазары в качестве «часов».

сказал ведущий автор исследования, профессор Герайнт Льюис из Школы физики Сиднейского университета и Сиднейского института астрономии.

«Если бы вы были там, в этой зарождающейся вселенной, одна секунда показалась бы одной секундой, но из нашего местоположения, более чем на 12 миллиардов лет в будущем, кажется, что это раннее время откладывается».

Исследование было опубликовано 3 июля в естественная астрономия.

Профессор Герайнт Льюис работает в Сиднейском институте астрономии в Школе физики Сиднейского университета. Предоставлено: Сиднейский университет.

Профессор Льюис и его соавтор, доктор Брендон Брюэр из Оклендского университета, использовали данные наблюдений почти 200 квазаров — сверхмассивных черных дыр в центрах ранних галактик — для анализа этого замедления времени.

«Благодаря Эйнштейну мы знаем, что время и пространство переплетены, и что с начала 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 сегодняшнее течение времени.

«В этой статье мы доказываем это примерно миллиард лет спустя.[{» attribute=»»>Big Bang.”

Previously, astronomers have confirmed this slow-motion universe back to about half the age of the universe using supernovae – massive exploding stars – as ‘standard clocks’. But while supernovae are exceedingly bright, they are difficult to observe at the immense distances needed to peer into the early universe.

By observing quasars, this time horizon has been rolled back to just a tenth the age of the universe, confirming that the universe appears to speed up as it ages.

Professor Lewis said: “Where supernovae act like a single flash of light, making them easier to study, quasars are more complex, like an ongoing firework display. 

“What we have done is unravel this firework display, showing that quasars, too, can be used as standard markers of time for the early universe.”

Professor Lewis worked with astro-statistician Dr. Brewer to examine details of 190 quasars observed over two decades. Combining the observations taken at different colors (or wavelengths) – green light, red light, and into the infrared – they were able to standardize the ‘ticking’ of each quasar. Through the application of Bayesian analysis, they found the expansion of the universe imprinted on each quasar’s ticking.

“With these exquisite data, we were able to chart the tick of the quasar clocks, revealing the influence of expanding space,” Professor Lewis said.

These results further confirm Einstein’s picture of an expanding universe but contrast earlier studies that had failed to identify the time dilation of distant quasars.

“These earlier studies led people to question whether quasars are truly cosmological objects, or even if the idea of expanding space is correct,” Professor Lewis said.  

“With these new data and analysis, however, we’ve been able to find the elusive tick of the quasars and they behave just as Einstein’s relativity predicts,” he said.

Reference: “Detection of the cosmological time dilation of high-redshift quasars” by Geraint F. Lewis and Brendon J. Brewer, 3 July 2023, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-02029-2