Όταν γεννήθηκε το σύμπαν ο χρόνος κυλούσε πέντε φορές πιο αργά

Η παρατήρηση των κβάζαρ επέτρεψε σε μια ομάδα αστρονόμων να δει τον τρόπο με τον οποίο το σύμπαν φαινόταν να επιταχύνει καθώς ωρίμαζε. Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν τη Δευτέρα στο περιοδικό Nature Astronomy.

«Κοιτάζοντας πίσω σε μια εποχή που το σύμπαν είχε ηλικία λίγο πάνω από ένα δισεκατομμύριο χρόνια, βλέπουμε ότι ο χρόνος φαίνεται να ρέει πέντε φορές πιο αργά», δήλωσε ο Geraint Lewis, καθηγητής αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ και στο Ινστιτούτο Αστρονομίας του Σίδνεϊ.

«Αν ήσασταν εκεί, σε αυτό το νηπιακό σύμπαν, ένα δευτερόλεπτο θα έμοιαζε με ένα δευτερόλεπτο – αλλά από εδώ που βρισκόμαστε τώρα, πάνω από 12 δισεκατομμύρια χρόνια στο μέλλον, αυτός ο πρώιμος χρόνος δείχνει να σέρνεται».

Η διαστολή του σύμπαντος

Η έρευνα δείχνει ότι το σύμπαν διαστέλλεται, και μάλιστα με επιταχυνόμενο ρυθμό, τον οποίο οι επιστήμονες προσπαθούν ακόμη να κατανοήσουν.

Η αποκάλυψη του τι συνέβη κατά τις πρώτες ημέρες του σύμπαντος μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να ξεδιαλύνουν τα μεγαλύτερα μυστήρια σχετικά με την προέλευσή του, το πώς εξελίχθηκε και το τι επιφυλάσσει το μέλλον.

«Χάρη στον Αϊνστάιν, γνωρίζουμε ότι ο χρόνος και ο χώρος είναι αλληλένδετοι και, από την αυγή του χρόνου και το Big Bang, το σύμπαν διαστέλλεται», δήλωσε ο Lewis.

Σύμφωνα με τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν, οι αστρονόμοι θα έπρεπε να βλέπουν τα αρχαία κοσμικά γεγονότα να συμβαίνουν πιο αργά από τα σύγχρονα.

Το φαινόμενο, γνωστό ως διαστολή του χρόνου, οφείλεται στη διαστολή του σύμπαντος, όπως περιγράφεται στη θεμελιώδη έκθεση του επιστήμονα για τη βαρύτητα το 1915.

Μια συνέπεια της διαστολής του σύμπαντος είναι ότι το φως εκτείνεται καθώς ταξιδεύει στο σύμπαν, καθιστώντας το μήκος κύματος μεγαλύτερο.

Αποκάλυψη μετά την παρατήρηση 190 κβάζαρ

«Αυτή η διαστολή του χώρου σημαίνει ότι το πρώιμο σύμπαν στις παρατηρήσεις μας θα πρέπει να φαίνεται πολύ πιο αργό σε σχέση με το πώς ρέει ο χρόνος σήμερα. Σε αυτή την μελέτη, το επιβεβαιώσαμε αυτό μέχρι περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη» λένε οι επιστήμονες.

Το να κοιτάξει κανείς πίσω στο αρχαίο σύμπαν, που σχηματίστηκε από το Big Bang πριν από περίπου 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια, είναι ένα απίστευτα δύσκολο εγχείρημα. Η εμβέλεια των εξελιγμένων τηλεσκοπίων, τα οποία παρατηρούν σε διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός, μπορεί να φτάσει μόνο μέχρι ένα σημείο του σύμπαντος.

Έτσι, οι επιστήμονες στράφηκαν σε ένα φαινόμενο που μπορεί να χρησιμεύσει ως ένα είδος ουράνιου χρονοδιαγράμματος: το κβάζαρ.

Ένα κβάζαρ, η υπερδραστήρια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα στο κέντρο ενός πρώιμου γαλαξία, είναι τόσο λαμπρό, που ξεπερνά σε φωτεινότητα τον Γαλαξία μας κατά 100 φορές. Αυτή η φωτεινότητα λειτουργεί ως κοσμικό ρολόι που οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να παρακολουθήσουν το χρόνο σε όλο το σύμπαν.

Ο Dr. Brendon Brewer, αστροστατιστικός στο Πανεπιστήμιο του Όκλαντ, διεξήγαγε ανάλυση 190 κβάζαρ, τα οποία παρατηρήθηκαν επί δύο δεκαετίες. Οι παρατηρήσεις, καταγεγραμμένες σε διαφορετικά μήκη κύματος του φωτός, έμοιαζαν να «χτυπούν» σαν ρολόγια.

Το «κλειδί» της επιτυχίας τους, που περιγράφεται στο Nature Astronomy, ήταν να βρουν το ισοδύναμο του χτύπου ενός ρολογιού στις πλούσιες και ακανόνιστες φωτεινές απεικονίσεις των κβάζαρ.

Αν και οι αστρονόμοι ανέμεναν πλήρως να δουν διαστολή του χρόνου στο αρχαίο σύμπαν και προβληματίστηκαν γιατί προηγούμενες εργασίες δεν είχαν εντοπίσει το φαινόμενο, η πρόβλεψη έπρεπε ακόμη να ελεγχθεί, δήλωσε ο Lewis.

«Σε κάποιο επίπεδο, αυτό ενισχύει την εμπιστοσύνη ότι γνωρίζουμε πώς λειτουργεί το σύμπαν», είπε. «Έχουμε αυτή την εικόνα που μας δόθηκε από τον Αϊνστάιν και τη δοκιμάζουμε και τη δοκιμάζουμε και τη δοκιμάζουμε. Ένας καλός επιστήμονας δεν θεωρεί αυτά τα πράγματα δεδομένα. Πρέπει να συνεχίσεις να εξετάζεις».

Ο καθηγητής Brian Schmidt, αστρονόμος στο Εθνικό Πανεπιστήμιο της Αυστραλίας στην Καμπέρα, ο οποίος μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 2011 για την ανακάλυψη της επιταχυνόμενης διαστολής του σύμπαντος, δήλωσε ότι η επιστήμη προοδεύει δοκιμάζοντας συνεχώς τις προβλέψεις των θεωριών.