В ранней Вселенной время текло медленнее

Ученые впервые увидели раннюю Вселенную в крайне медленном движении, раскрывая одну из загадок расширяющейся Вселенной Эйнштейна. Исследователи нашли способ наблюдать за замедленным временем с помощью квазаров — самых ярких объектов во Вселенной.


Квазары — активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество, формируя аккреционный диск. Он и является источником излучения, которое может быть миллионы раз ярче, чем все звезды в галактике. Квазары видны на огромных расстояниях, вплоть до красного смещения, превышающего z = 7,53. Это означает, что свет от них доходит до нас через миллиарды лет. Поэтому квазары — своего рода машины времени, которые позволяют заглянуть в детскую Вселенную.

Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что время и пространство переплетены, и что расширение пространства влияет на течение времени. Чем дальше мы смотрим в прошлое, тем медленнее должно быть время. Но как это измерить? Для этого нужны стандартные часы — объекты, которые имеют постоянную частоту излучения или периодичность явлений. Раньше такими часами служили сверхновые — массивные взрывающиеся звезды. Но они слишком редки и слабы для наблюдений на больших расстояниях.

Профессор Герайн Льюис из университета Сиднея и доктор Брендон Брюер из университета Окленда придумали новый способ использовать квазары в качестве стандартных часов. Они обнаружили, что квазары имеют характерную особенность в своем спектре — так называемую «железную линию». Это линия поглощения, которая возникает, когда свет от аккреционного диска проходит через облако железа вокруг черной дыры. Частота этой линии зависит от температуры и скорости облака, а также от силы гравитационного поля.

Ученые сравнили железные линии у почти 200 квазаров на разных расстояниях и обнаружили, что они сдвигаются в сторону более низких частот с увеличением красного смещения. Это означает, что частота излучения квазаров падает с течением времени. Иными словами, время в ранней Вселенной течет медленнее, чем сейчас. Ученые оценили, что на расстоянии около 12 миллиардов световых лет время течет в пять раз медленнее, чем сегодня.

Это открытие подтверждает теорию Эйнштейна и помогает понять, как менялась Вселенная с момента Большого взрыва. Кроме того, это дает новый инструмент для изучения квазаров и их свойств. Возможно, в будущем ученые смогут использовать квазары не только как часы, но и как линейки для измерения расстояний в космосе.