За пръв път астрономи успяват да определят, че времето в ранната Вселена, милиард години след Големия взрив, е вървяло на забавен ход  -  тогава времето е течало цели пет пъти по-бавно, отколкото днес, 13.8 милиарда години по-късно.

Гераинт Люис (Geraint Lewis) от Университета в Сидни и колегата му Брендън Брюър (Brendon Brewer) от Университета в Окланд откриват това, изучавайки квазари - активните ядра на далечни галактики, където свръхмасивната черна дупка е хиперактивна, тъй като в нея попада много материя.

Заедно те изследват почти 200 квазара и това им позволява да определят т.нар. дилатация на времето в ранната Вселена - термин, който идва от Общата теория на относителността на Айнщайн (1915 г.) и гласи, че времето може да се променя в зависимост от силата на локалното гравитационно поле.

Въпреки че това не се забелязва в ежедневието ни, пространството и времето във Вселената са неразривно свързани. Ето как можем да видим ускоряващото се разширяване на Вселената. Светлината от много по-далечни разстояния се разтяга с разширяването на пространството, измествайки се към по-дълги, по-червени дължини на вълната, колкото по-голямо е разстоянието на източника.

Този ефект се нарича ефект на Доплер и може да се изпита и тук, на Земята. Проявява се например, когато звукът на сирената на линейка изглежда се разтяга, докато линейката се отдалечава от вас.

В тази аналогия линейката се превръща в далечна галактика, а светлината е сирената. При източника емисиите са нормални, но от наша гледна точка стават разтегнати.

Нещо подобно се случва с времето, както сме виждали при експлозии на свръхнови около средата на наблюдаваната Вселена.

За някой, който е близо до експлозията на свръхнова, времето също ще изглежда, че тече нормално. Но поради относителната скорост между двете точки, свръхновата ни се струва, че възниква на забавен каданс.

Квазарите в ранната Вселена би трябвало да покажат подобен ефект, но те са различни видове обекти от свръхновите. Квазарните галактики са тези, които имат активно хранеща се свръхмасивна черна дупка в центъра си. Процесът на хранене произвежда голямо количество светлина, тъй като материалът около черната дупка се нагрява, трептейки от турбуленция.

„Докато свръхновите действат като единично избухване, което ги прави по-лесни за изучаване, квазарите са по-сложни, като непрекъснат фойерверк“, показва Люис. „Това, което направихме, е да разкрием този фойерверк, показвайки, че квазарите също могат да се използват като стандартни маркери на времето за ранната Вселена.“

В продължение на две десетилетия Люис и Брюър успяват да използват 190-те квазара, за да създадат своеобразен часовник във Вселената 1 млрд. години след Големия взрив. Така те успяват да определят точно колко бързо е работил този часовник тогава и от това излиза, че часовниците тогава са работили пет пъти по-бавно от часовниците днес, 2023 година.

Detection of the cosmological time dilation of high-redshift quasars, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02029-2 , www.nature.com/articles/s41550-023-02029-2

Данните за проекта са достъпни тук: zenodo.org/record/5842449#.YipOg-jMJPY

Quasar 'clocks' show the universe was five times slower soon after the Big Bang, University of Sydney