В ранней Вселенной наблюдаемое время протекает в 5 раз медленнее
Астрономы впервые наблюдали странный эффект, предсказанный Эйнштейном более века назад: в ранней Вселенной время течет медленнее.
Два астронома из Сиднейского и Оклендского университетов Австралии обнаружили, что события разворачиваются в пять раз медленнее, когда возраст Вселенной составляет 1 миллиард лет, или примерно десятую часть ее нынешнего возраста. Как показали ученые, это происходит из-за того, что расширение Вселенной растягивает время.
«Мы видим, что все меняется примерно в пять раз медленнее, чем сегодня», — говорит Джерайнт Льюис, профессор астрофизики и ведущий автор исследования из Сиднейского университета. — «Это похоже на просмотр фильма с замедленной скоростью».
Согласно общей теории относительности Эйнштейна, астрономы должны видеть, что далекие космические события происходят медленнее, чем современные. Этот эффект, известный как замедление времени, обусловлен расширением Вселенной, о чем Эйнштейн рассказал в 1915 году.
Одним из следствий расширения Вселенной является то, что свет «растягивается», распространяясь в космосе, в результате чего длина волны увеличивается. Из-за этого древние галактики кажутся более красными, чем они есть на самом деле. Но и время растягивается: если далекий объект вспыхивает раз в секунду, то из-за расширения Вселенной между вспышками проходит более одной секунды, пока свет от вспышки достигает Земли.
Астрономы ранее наблюдали взрывы далеких сверхновых, когда вспышка и затухание происходят примерно в два раза медленнее нормальной скорости. Но эти сверхновые вспыхивали в то время, когда Вселенная была только вдвое моложе своего нынешнего возраста. Попытки увидеть замедление времени в самом раннем космосе путем наблюдения за чрезвычайно яркими, удаленными квазарами, не привели к обнаружению этого эффекта.
Льюис и его коллега Брендон Брюэр из Оклендского университета провели детальный статистический анализ 190 квазаров, за которыми астрономы всего мира наблюдали в течение двух десятилетий, и обнаружили, что, вопреки предыдущим работам, космические события в ранней Вселенной действительно разворачиваются гораздо медленнее. Ключом к успеху стало обнаружение эквивалента тиканья часов, найденного в свечении квазаров.
Хотя астрономы ожидали увидеть замедление времени в ранней Вселенной и были озадачены тем, почему более ранние работы не смогли обнаружить этот эффект, предсказание еще предстоит проверить. Льюис говорит: «На каком-то уровне это укрепляет уверенность в том, что мы знаем, как устроена Вселенная. У нас есть эта картина, данная нам Эйнштейном, и мы проверяем ее, проверяем и проверяем. Хороший ученый не принимает эти вещи как должное. Вы должны продолжать проверять».
Профессор Брайан Шмидт, астроном из Австралийского национального университета в Канберре, который в 2011 году получил Нобелевскую премию по физике за открытие ускоряющегося расширения Вселенной, сказал, что наука развивается благодаря постоянной проверке предсказаний теорий.
«В данном случае Льюис и соавторы расширили исследования замедления времени, проведенные ранее со сверхновыми, на большие расстояния. И хотя они обнаружили, что общая относительность в очередной раз предсказала то, что наблюдалось, это проясняет некоторые потенциальные опасения относительно замедления времени, наблюдаемого в квазарах в результате других исследований».