Ötször lassabban telhetett az idő az univerzum keletkezése utáni egymilliárd évben, mint most a Földön
2023. július 5. – 21:17
A Sydney- is és az Aucklandi Egyetem kutatói most először tudták megfigyelni, hogy a 12 milliárd éves kvazárokban hozzánk képest milyen gyorsan telt az idő. A space.com-on megjelent cikk szerint sikerült kimutatni az idődilatációt a kvazárok fényváltozásának segítségével.
A kvazár a világegyetem legfényesebb, legnagyobb erejű objektuma, a neve az angol „csillagszerűnek tűnő rádióforrás” kifejezésből jön. A kvazárt egy rendkívül aktív galaxis szívében növekvő szupermasszív fekete lyuk hajtja, és mivel a fekete lyuk körüli akkréciós korong viszonylag kicsi, a kvazár által kibocsátott fény ingadozása napok alatt bekövetkezhet. Így könnyebben követhető, és könnyebb megfigyelni is.
A két kutató a Sloan Digital Sky Survey (SDSS), a Pan-STARRS és a Dark Energy Survey által 190 nagy vöröseltolódású kvazárról gyűjtött, 20 évnyi adatot vizsgálta át, és sikerrel mutatta ki a fényváltozás segítségével az idődilatációt. Az idődilatáció az a relativisztikus jelenség, amikor két különböző vonatkoztatási rendszerből figyelve eltérés lép fel az idő múlásában. Itt a két vonatkoztatási rendszer a Föld, illetve a 12 milliárd éves kvazárok, amelyek az univerzum keletkezése utáni egymilliárd évből bocsátják ki a fényüket.
Annak alapján, hogy az ingadozások milyen lassan mennek végbe, úgy tűnik, hogy ezekben a kvazárokban az idő ötször lassabban telik, mint nálunk a Földön. Fontos megjegyezni azonban azt is, hogy a kvazárok közvetlen környezetéhez képest ugyanúgy telik a kvazárokon belül is az idő, csak a földi megfigyelőhöz képest érzékelhető a különbség.
A távoli galaxisok mozgása a táguló térnek köszönhető. Érdemes figyelembe venni, hogy a Hubble-állandó azt írja le, hogy egy 3,26 millió fényév átmérőjű térmennyiség másodpercenként milyen gyorsan tágul. Ez egy növekményes hatás, ahol a bővülő térmennyiségek összeadódnak. Minél távolabb van egy galaxis tőlünk, annál nagyobb a tér a galaxis és köztünk, és annál gyorsabban távolodik el tőlünk a galaxis.
„Egyes kvazárok a fénysebességnél gyorsabban mozogtak hozzánk képest, amikor a fotonokat kibocsátották” – mondta Geraint Lewis, a Sidney-i Egyetem kozmológusa.
Einstein is leírta már, hogy furcsa dolgok történnek, amikor valami megközelíti a fénysebességet. Az egyik ilyen furcsa dolog az idődilatáció. Egy helyhez kötött megfigyelő a Földön egy gyorsabban haladó órát észlelne, ugyanez az óra a mozgó űrhajón, vagy akár kvazáron, lassulónak tűnik. Ennek az oka az idődilatáció: a mozgó óra lassabban jár, mint az álló. Az eltérés hétköznapi sebességeknél alig kimutatható, de a fénysebességhez közeledve jelentőssé válik. Minél gyorsabban mozog ugyanis az óra, annál nagyobb a hatás. A fénysebességet megközelítő sebességeknél a hatás drámai, olyan sajátosságokat eredményezve, mint az ikerparadoxon: ha két megfigyelő összehangolt órákkal ugyanabból a pontból indulva különböző mozgást végez, akkor következő találkozásukkor az óráik nem feltétlenül fogják ugyanazt mutatni.
Az idődilatáció nem csak elméleti. Megfigyelték, bár kis mennyiségben, a Föld körül keringő műholdakon – a GPS-rendszernek ezt figyelembe kell vennie. Kozmológiai idődilatációt figyeltek már meg olyan szupernóváknál, amelyek 6-7 milliárd éve robbantak fel, de ennél távolabbi objektumokban eddig soha.
Ez a kvazáros kutatás most azt is megerősíti, hogy az univerzum gyorsulva tágul az ősrobbanástól számítva.
