Zbog neobičnog uticaja koji brzina ima na izgled protoka vremena, naša zapažanja čine da se čini da vreme teče sporije kada je Univerzum bio tek beba.
Barem, tako nam se čini, u vremenu putovanja svetlošću od skoro 13 milijardi godina. Ovo se zove dilatacija vremena, a astrofizičar Geraint Levis sa Univerziteta u Sidneju u Australiji i statističar Brendon Bruer sa Univerziteta u Oklandu su to prvi put videli u ranom univerzumu proučavajući fluktuacije svetlih galaksija zvanih kvazar galaksije tokom kosmičkog perioda. Davn .
Zbog ubrzanog širenja Univerzuma, otkrili su, vidimo da se te fluktuacije odvijaju pet puta sporije nego da se dešavaju u blizini.
To je najudaljeniji način na koji smo ikada videli dilataciju vremena u akciji i rešava nekoliko problema. To pokazuje da su kvazari u skladu sa efektom na ogromne zalive prostor-vremena, što znači da ne samo da su u skladu sa standardnim modelom kosmologije, već možemo uzeti u obzir vremensku dilataciju u proučavanju njihovog ponašanja.
„Gledajući unazad na vreme kada je Univerzum bio star nešto više od milijardu godina, vidimo da vreme teče pet puta sporije“, objašnjava Luis.
„Da ste tamo, u ovom malom univerzumu, jedna sekunda bi izgledala kao jedna sekunda – ali sa naše pozicije, više od 12 milijardi godina u budućnost, izgleda da se to rano vreme vuče.
Iako to nije baš primetno u našim svakodnevnim životima, prostor i vreme u Univerzumu su neraskidivo povezani. Ovako možemo videti ubrzano širenje Univerzuma. Svetlost sa mnogo većih udaljenosti se proteže kako se prostor širi, pomerajući se ka dužim, crvenijim talasnim dužinama što je veća udaljenost izvora.
Ovaj efekat se naziva Doplerov efekat i može se doživeti i ovde na Zemlji. Zamislite način na koji se zvuk sirene hitne pomoći proteže dok se hitna pomoć udaljava od vas.
U ovoj analogiji, kola hitne pomoći postaju daleka galaksija, a svetlo je sirena. Na izvoru je emisija normalna, ali iz naše perspektive postaje sve razvučena.
Nešto slično bi trebalo da se desi – i dešava se – vremenu, kao što smo videli u eksplozijama supernove otprilike na polovini posmatranog Univerzuma.
Vreme nam normalno prolazi. Nekome ko se druži u blizini eksplozije supernove, čini se da vreme takođe prolazi normalno. Ali zbog relativne brzine između dve tačke, izgleda da se supernova pojavljuje u usporenom snimku.
Predviđeno je da bi kvazari u ranom Univerzumu trebalo da pokažu sličan efekat, ali su to različite vrste objekata od supernova. Galaksije kvazara su one koje u svom centru imaju supermasivnu crnu rupu koja se aktivno hrani. Proces hranjenja proizvodi veliku količinu svetlosti dok se materijal oko crne rupe zagreva, treperi od turbulencije.
„Tamo gde se supernove ponašaju kao jedan bljesak svetlosti, što ih čini lakšim za proučavanje, kvazari su složeniji, kao vatromet koji je u toku“, kaže Luis. „Ono što smo uradili je da otkrijemo ovaj vatromet, pokazujući da se kvazari takođe mogu koristiti kao standardni markeri vremena za rani Univerzum.
Luis i Bruer su proučavali uzorak od 190 kvazara od pre između 2,45 i 12,17 milijardi godina (Veliki prasak se dogodio pre 13,8 milijardi godina), sa podacima o rasponu talasnih dužina uzetim u vremenskom periodu od dve decenije. Imali su oko 200 posmatranja za svaki kvazar, omogućavajući detaljne rekonstrukcije njihovih fluktuacija.
Ranije su naučnici mislili da varijabilnost kvazara ne pokazuje efekte dilatacije vremena, ali su uzorci bili mali i posmatrani u mnogo kraćem vremenskom periodu.
Dramatično povećavajući i broj kvazara i trajanje posmatranja, dva istraživača su otkrila da izgleda da trepere u usporenom snimku, u poređenju sa novijim kvazarima.
„Ranije studije navele su ljude da se zapitaju da li su kvazari zaista kosmološki objekti, ili čak da li je ideja o širenju svemira tačna“, kaže Luis. „Sa ovim novim podacima i analizom, međutim, uspeli smo da pronađemo neuhvatljivu krpelju kvazara i oni se ponašaju baš onako kako Ajnštajnova relativnost predviđa.“
