Згідно з новим дослідженням, опублікованим сьогодні в журналі Nature Astronomy, у перший мільярд років існування нашого Всесвіту час йшов у п'ять разів повільніше, ніж сьогодні.
Це відкриття підтверджує ключове передбачення загальної теорії відносності Ейнштейна і вказує на те, що коли астрономи спостерігають за далеким Всесвітом, вони не просто дивляться в минуле, коли він був молодшим. Вони також дивляться, як він рухається в уповільненому темпі.
Вважається, що Всесвіт був створений Великим вибухом 13,8 мільярда років тому, і з того часу він постійно розширюється. Однак швидкість, з якою він розширюється, не була постійною - з віком час прискорюється, стверджують автори дослідження.
Дані про уповільнення часу в космосі були отримані з досліджень 190 квазарів, дуже яскравих надмасивних “чорних” об’єктів, які спостерігаються в центрі галактик у далекому, а отже, давньому Всесвіті.
Квазари використали як годинник, щоб виміряти плин часу аж до того моменту, коли всесвіт становив десяту частину від нинішніх розмірів/ віку. Проривом стало вивчення квазарів у різних довжинах хвиль світла, що дозволило стандартизувати їхнє "цокання".
"Якби ви були там, у цьому дитячому всесвіті, одна секунда здавалася б однією секундою - але з нашої позиції, через більш ніж 12 мільярдів років у майбутньому, той ранній час здається таким, що тягнеться", - каже провідний автор дослідження професор Джерант Льюїс зі Школи фізики та Сіднейського інституту астрономії при Сіднейському університеті.
"Завдяки Ейнштейну ми знаємо, що час і простір взаємопов'язані, і з самого початку часу в сингулярності Великого вибуху Всесвіт розширюється", - додає він.
"Це розширення простору означає, що наші спостереження раннього Всесвіту має виглядати набагато повільнішими, ніж плин часу сьогодні".
Раніше астрономи використовували наднові як годинник для вимірювання уповільнення часу, але це дозволило отримати докази уповільнення часу лише до половини віку Всесвіту. Дуже важко побачити наднову на всьому шляху до ранніх років Всесвіту.
"Якщо наднові діють як один спалах світла, що полегшує їх вивчення, то квазари більш складні, як безперервний феєрверк", - пояснює Льюїс.
"Ми розгадали цей феєрверк, показавши, що квазари теж можна використовувати як стандартні маркери часу для раннього Всесвіту".
Щоправда, та ж теорія відносності говорить нам, що час не є абсолютним явищем. В залежності від певної локації він може плинути з різною швидкістю.
Крім того, існує ще одна річ, яку потрібно знати: на плин часу впливає гравітація, тобто час тече набагато повільніше в гравітаційно щільних регіонах порівняно з відносно менш щільними областями в просторі.
Таким чином, час у ранньому всесвіті був не тільки повільнішим, а й більш залежність — всесвіт в перший мільярд років свого існування був більш щільним, ніж зараз.
Так, мабуть, виглядали перші квазари Всесвіту
Альтернативна теорія говорить про більш уповільнений рух світла в перші роки існування матеріального. Як така властивість простору пов’язана з простором та часом — поки що не ясно.
Адже вона базується на “ідеально-хвильовому” сприйнятті світла, тобто випромінювання має виключно частинкову природу. За цією логікою, Світло складається з фотонів, які є квантами електромагнітного випромінювання. Фотони мають певну енергію, яка залежить від частоти світла.
Коли світло рухається через просторово-часовий континуум або взаємодіє з іншими частинками, воно може втрачати або набувати енергію внаслідок передачі фотонів. Що призводить до зміни частоти світла, яку ми спостерігаємо як червоний або блакитний зсув.
Втрата енергії фотонів нібито якимось чином впливає на хід часу, його швидкість. Адже час не відокремлений від простору, а саме простір детермінує максимальну швидкість у всесвіті — швидкість світла.
До речі, а не означає це, що всесвіту куди менше років, ніж прораховується космологією? Час-то іншим був!
Для довідки:
Квазари - це дуже яскраві об'єкти, які знаходяться в центрах деяких галактик. Вони живляться від надмасивних чорних дір, які оточені диском газу та пилу. Коли газ і пил потрапляють у чорну діру, вони нагріваються і випромінюють багато світла в різних діапазонах - від радіохвиль до рентгенівських променів.
Частина газу і пилу також викидається з диска вздовж магнітних полюсів чорної діри, утворюючи потужні струмені, які простягаються на мільйони світлових років.
Квазари настільки яскраві, що можуть затьмарювати свої галактики та бути видимими з дуже далекої відстані.
Вперше квазари були відкриті в 1950-х роках як джерела радіохвиль, які виглядали як зірки, але мали дивні оптичні спектри, що не відповідали жодному відомому типу зірок.
У 1963 році астроном Мартен Шмідт зрозумів, що спектри квазарів насправді були зміщені в бік більших довжин хвиль через розширення Всесвіту, а це означає, що вони дуже далекі й старі.
Червоне зміщення квазарів також говорить нам про те, як швидко вони віддаляються від нас. Чим далі квазар, тим швидше він віддаляється, і тим більше його світло розтягується на довші довжини хвиль.
Квазари важливі для вивчення історії та еволюції Всесвіту, оскільки вони розповідають нам про умови та процеси, що відбувалися на ранніх стадіях формування галактик і зростання чорних дір.
Вони також допомагають нам вимірювати відстані та розміри інших об'єктів у Всесвіті, таких як галактики та скупчення галактик, діючи як стандартні свічки або лінійки.
Квазари також впливають на своє оточення, виробляючи сильне випромінювання і вітри, які можуть нагрівати, іонізувати або здувати газ і пил навколо них, впливаючи на формування зірок і планет.
Тоді як вчені рахують вік всесвіту?