Pozorovacie údaje z takmer 200 kvazarov ukazujú, že Einstein mal – opäť raz – pravdu o časovom rozpínaní vesmíru.

Vedci si prvýkrát všimli, že raný vesmír sa pohyboval extrémne pomaly, čím sa odomkla jedna zo záhad Einsteinovho rozpínajúceho sa vesmíru.

Einsteinova všeobecná teória relativity znamená, že by sme mali pozorovať vzdialený – a teda staroveký – vesmír, ktorý pracuje oveľa pomalšie ako dnes. Pohľad späť do tej doby sa však ukázal ako nepolapiteľný. Vedcom sa teraz podarilo vyriešiť túto záhadu použitím kvazarov ako „hodiny“.

povedal hlavný autor štúdie, profesor Geraint Lewis z Fyzikálnej školy na univerzite v Sydney a Astronomického inštitútu v Sydney.

„Ak by ste boli tam vonku, v tomto detskom vesmíre, jedna sekunda by sa zdala ako jedna sekunda – ale z našej polohy, viac ako 12 miliárd rokov v budúcnosti, sa zdá, že ten skorý čas sa oneskoruje.“

Výskum bol zverejnený 3. júla prírodná astronómia.

Profesor Geraint Lewis pôsobí na Inštitúte astronómie v Sydney na Fyzikálnej škole v Sydney. Poďakovanie: Univerzita v Sydney

Profesor Lewis a jeho spoluautor, Dr Brendon Brewer z University of Auckland, použili pozorované údaje z takmer 200 kvazarov – supermasívnych čiernych dier v centrách raných galaxií – na analýzu tejto časovej dilatácie.

„Vďaka Einsteinovi vieme, že čas a priestor sú prepojené a od úsvitu času v singularite Veľkého tresku sa vesmír rozpína,“ povedal profesor Lewis.

„Toto rozširovanie vesmíru znamená, že naše pozorovania raného vesmíru by sa mali zdať oveľa pomalšie, ako plynie dnešný čas.

„V tomto dokumente to dokazujeme asi o miliardu rokov neskôr[{“ 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