«ساعت‌های کوازاری» نشان می‌دهند که کیهان بلافاصله پس از انفجار بزرگ پنج برابر کندتر بوده است!!

تصویر هنری از دیسک برافزایش در ULAS J1120+0641، یک اختروش بسیار دور که توسط یک سیاهچاله بسیار پرجرم با جرم دو بیلیون برابر خورشید تغذیه می‌شود. اعتبار: ESO/M. کورنمسر

دانشمندان برای اولین بار جهان اولیه را در حرکت آهسته مشاهده کردند که یکی از اسرار جهان در حال انبساط اینشتین را مشخص می‌کند.

نظریه نسبیت عام اینشتین به این معنی است که ما باید جهان دور – و در نتیجه باستانی – را مشاهده کنیم که بسیار کندتر از امروز است. با این حال، نگاه کردن به گذشته در این مدت دور از دسترس ثابت شده است. اکنون دانشمندان با استفاده از اختروش‌ها به عنوان “ساعت” این راز را کشف کرده‌اند.

پروفسور گراینت لوئیس از دانشکده فیزیک و موسسه نجوم سیدنی دانشگاه سیدنی گفت: با نگاهی به زمانی که کیهان کمی بیش از یک بیلیون سال سن داشت، می‌بینیم که زمان پنج برابر کندتر در جریان است.

“اگر شما آنجا بودید، در این جهان نوزاد، یک ثانیه مانند یک ثانیه به نظر می‌رسید – اما از موقعیت ما، بیش از 12 بیلیون سال به آینده، به نظر می‌رسد که این زمان اولیه به طول می‌انجامد.”

پروفسور لوئیس و همکارش، دکتر برندون بروئر از دانشگاه اوکلند، از داده‌های مشاهده شده از نزدیک به 200 اختروش – سیاهچاله‌های پرجرم بیش فعال در مراکز کهکشان‌های اولیه – برای تجزیه و تحلیل این اتساع زمانی استفاده کردند.

پروفسور لوئیس گفت: “به لطف اینشتین، ما می‌دانیم که زمان و مکان در هم تنیده شده‌اند و از زمان طلوع زمان در تکینگی بیگ بنگ، جهان در حال انبساط بوده است.”

این انبساط فضا به این معنی است که مشاهدات ما از کیهان اولیه باید بسیار کندتر از زمان کنونی باشد.

“در این مقاله، ما آن را به حدود یک بیلیون سال پس از انفجار بزرگ ثابت کرده‌ایم.”

پیش از این، ستاره‌شناسان با استفاده از ابرنواخترها – ستارگان پرجرم در حال انفجار – به عنوان “ساعتهای استاندارد”، این جهان آهسته را تا حدود نیمی از سن جهان تایید کرده بودند. اما در حالی که ابرنواخترها بسیار درخشان هستند، مشاهده آنها در فواصل بسیار زیاد مورد نیاز برای مشاهده در جهان اولیه دشوار است.

با مشاهده اختروش‌ها، این افق زمانی تنها به یک دهم سن جهان بازگشته است که تأیید می‌کند که به نظر می‌رسد جهان با افزایش سن سرعت خود را افزایش می‌دهد.

پروفسور لوئیس می‌گوید: «در جایی که ابرنواخترها مانند یک جرقه نور عمل می‌کنند و مطالعه آنها را آسان‌تر می‌کنند، اختروش‌ها مانند یک نمایش آتش‌بازی مداوم پیچیده‌تر هستند،.

کاری که ما انجام داده‌ایم این است که این نمایش آتش‌بازی را کشف کرده‌ایم و نشان می‌دهیم که اختروش‌ها نیز می‌توانند به عنوان نشانگرهای استاندارد زمان برای جهان اولیه استفاده شوند.

پروفسور گراینت لوئیس در موسسه ستاره شناسی سیدنی در دانشکده فیزیک دانشگاه سیدنی. اعتبار: دانشگاه سیدنی

پروفسور لوئیس برای بررسی جزئیات 190 اختروش مشاهده شده در طی دو دهه با نجومی آماردان دکتر بروور کار کرد. با ترکیب مشاهدات گرفته شده در رنگ ها (یا طول موج‌های) مختلف – نور سبز، نور قرمز و مادون قرمز – آنها توانستند “تیک تیک” هر کوازار را ثبت کنند. از طریق استفاده از تحلیل بیزی، آنها انبساط جهان را در تیک تاک هر کوازار مشاهده کردند.

پروفسور لوئیس گفت: «با این داده‌های نفیس، ما توانستیم تیک ساعت‌های اختروش را ترسیم کنیم و تأثیر گسترش فضا را آشکار کنیم.»

این نتایج تصویر اینشتین را از یک جهان در حال انبساط بیشتر تایید می‌کند، اما با مطالعات قبلی مقایسه می‌کنند که در شناسایی اتساع زمانی اختروش‌های دوردست شکست خورده بودند.

پروفسور لوئیس گفت: “این مطالعات قبلی مردم را به این سوال سوق داد که آیا اختروشها واقعاً اجرام کیهانی هستند یا حتی ایده گسترش فضا درست است.”

او گفت: «اما با این داده‌ها و تحلیلهای جدید، ما توانستیم تیک گریزان اختروش‌ها را پیدا کنیم و درست همانطور رفتار می‌کنند که نسبیت اینشتین پیش‌بینی می‌کند.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

​منبع:

Quasar ‘clocks’ show the universe was five times slower soon after the Big Bang

by University of Sydney JULY 3, 2023

https://phys.org/news/2023-06-quasar-clocks-universe-slower-big.html