Зміни яскравості квазарів з раннього Всесвіту були використані для вимірювання уповільнення часу всього через мільярд років після Великого вибуху. Отримані результати свідчать про те, що в ту епоху годинник йшов у п'ять разів повільніше, ніж сьогодні - або йшов би, якби було кому зробити годинник. Це також дає деяке полегшення космологам, які насилу намагалися зрозуміти сенс результатів, отриманих за допомогою попередніх вибірок квазарів.
Той факт, що для людей, які рухаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла, час плине по-різному порівняно з нерухомими людьми, є основною особливістю спеціальної теорії відносності Ейнштейна. Загальна теорія відносності передбачила, що це явище, відоме як уповільнення часу, також відбувається між різними гравітаційними полями, що відтоді було підтверджено експериментально, розповідає видання OstanniPodii.
Виявивши, що Всесвіт розширюється, фізики зрозуміли, що з часом має відбуватися сповільнення часу, що з нашої точки зору минуле рухається повільніше. Однак визначити, наскільки повільніше, виявилося вельми проблематично. У новій роботі, можливо, цю проблему вирішено.
"Озираючись назад у часи, коли Всесвіту було трохи більше мільярда років, ми бачимо, що час плине вп'ятеро повільніше", - сказав провідний автор роботи професор Джераінт Льюїс із Сіднейського університету. "Якби ви були там, у цьому дитячому Всесвіті, одна секунда здавалася б однією секундою - але з нашої позиції, більш ніж на 12 мільярдів років у майбутнє, цей ранній час здається затягнутим".
Щоб виміряти уповільнення часу, нам потрібно дещо, що змінюється за яскравістю з періодом, який ми можемо оцінити.
Наднові дозволили нам простежити, наскільки змінився час приблизно сім мільярдів років тому порівняно з нинішнім. Однак, якими б яскравими вони не були, лише деякі наднові досить добре видно до цього моменту. Галактики, які змінюють свою яскравість тільки протягом мільйонів років, мало корисні.
Однак найвіддаленіший квазар, який ми можемо спостерігати, знаходиться на 13 мільярдів років назад. Попри величезну відстань, можна побачити екстремальне світло, створюване його акреційним диском.
Нерівності та турбулентність у їхніх акреційних дисках спричиняють коливання яскравості квазарів. Льюїс пояснив, що ці варіації, хоча і не є повністю передбачуваними, не є повністю випадковими.
Використовуючи ці знання, ми можемо згрупувати квазари, схожі за іншими характеристиками, але такі, що знаходяться на дуже різних відстанях, і використовувати це для того, щоб побачити, чи змінюються більш віддалені квазари повільніше.
Льюїс та його співавтор д-р Брендан Брюер з Оклендського університету не перші, хто побачив потенціал квазарів як стандартного годинника для вимірювання сповільнення часу в ранньому Всесвіті, але попередні спроби дали спантеличені результати.
В одному з досліджень не було виявлено кореляції між відстанню до квазара та ступенем відставання його мінливості від нас. Якщо це правда, то це стане фундаментальною проблемою для нашого розуміння законів фізики.
Намагаючись уникнути такої проблеми, деякі фізики припустили, що спостережувана нами мінливість походить не від самих квазарів, а від викривлень, які створюють чорні діри, що проходять між нами та квазарами. Інших доказів того, що на наше уявлення про Всесвіт впливають невиявлені чорні діри, немає, тому сам факт того, що цю ідею взагалі розглядали, говорить про те, наскільки тривожними виявилися результати дослідження.
Як додав Льюїс: "Якщо зміна спричинена чимось між нами та квазаром, це означає, що ми справді не розуміємо квазари та фізику акреційних дисків". Інші навіть пропонували повністю переписати космологію, наприклад, відмовитися від ідеї, що простір розширюється.
Однак, схоже, що нічого такого радикального не потрібно. Льюїс і Брюер використовували вибірку зі 190 квазарів, вік деяких з яких перевищує 12 мільярдів років. Спостереження проводилися командою Університету Іллінойсу, яка спостерігала їхню яскравість набагато частіше, ніж у попередніх дослідженнях, що дало змогу отримати більш надійні оцінки їхніх періодів.
Автори повідомляють, що чим далі ми заглядаємо в ранній Всесвіт, тим більше уповільнення спостерігається, як і випливає з теорії відносності.
"Якщо наднові поводяться як один спалах світла, що робить їх легшими для вивчення, то квазари складніші, як безперервний феєрверк", - сказав Льюїс. "Те, що ми зробили, це розплутали цей феєрверк, показавши, що квазари також можуть бути використані як стандартні маркери часу для раннього Всесвіту".
Дослідження опубліковано в журналі Nature Astronomy.
Коментарі
Дописати коментар