Coś niesamowitego działo się z czasem po Wielkim Wybuchu. Einstein to przewidział i teraz okazało się, że miał rację
Sto lat temu słynny teoretyk Albert Einstein przewidział, że czas będzie płynął wolniej, im bliżej będzie Wielkiego Wybuchu. Naukowcy zajrzeli w głąb kosmosu, gdy Wszechświat miał nieco ponad miliard lat i zobaczyli, że czas faktycznie płynął wówczas pięć razy wolniej.
Uwaga, wkraczamy na obszar, w którym nasze zmysły i zdrowy rozsądek na niewiele się zdadzą. Fizyka kolejny raz pokazuje, jak niezwykłym miejscem jest kosmos i jak względne są w nim rzeczy, które uznawać możemy za stałe i niezmienne. Naukowcy odkryli, że czas płynął pięć razy wolniej we wczesnym wszechświecie, niż teraz. To pierwszy raz, kiedy potwierdzono ten efekt, przewidziany przez teorię względności Einsteina, za pomocą niezwykle jasnych obiektów kosmicznych zwanych kwazarami. Wyniki badań zostały właśnie opublikowane w magazynie Nature.
Kwazary to aktywne jądra galaktyk, w których znajdują się supermasywne czarne dziury otoczone przez dysk gorącej plazmy, z której wystrzeliwują wysokoenergetyczne cząstki. Są to jedne z najstarszych obiektów we wszechświecie, a najwcześniejsze z nich powstały około 600 milionów lat po wielkim wybuchu.
A jednak czas płynął wolniej
Aby zbadać zachowanie czasu we wczesnym wszechświecie, astronomowie Geraint Lewis z University of Sydney w Australii i Brendon Brewer z University of Auckland w Nowej Zelandii przeanalizowali dane z 190 kwazarów. Porównali kwazary, które uważali za podobne pod względem jasności i przesunięcia ku czerwieni - czyli efektu rozciągania światła z odległych obiektów na dłuższe, czerwone fale.
Następnie porównali kwazary w obrębie danej grupy ze sobą i odkryli, że miały one podobne wzorce aktywności w określonym przedziale czasowym. Jednak te wzorce wydawały się rozwijać pięć razy wolniej dla kwazarów znajdujących się około 13 miliardów lat świetlnych od nas, niż dla tych znajdujących się około 6 miliardów lat świetlnych od nas.
Oznacza to, że czas wydaje się płynąć pięć razy wolniej dla obserwatora na Ziemi patrzącego na kwazary we wczesnym wszechświecie, niż dla obserwatora znajdującego się blisko nich. Jest to spowodowane przez względność czasu i przestrzeni oraz rozszerzanie się wszechświata od wielkiego wybuchu.
Czym jest dylatacja czasu?
Czas nie jest bowiem stały ani absolutny – zależy od ruchu obserwatora i grawitacji źródła światła. Zjawisko to nazywa się dylatacją czasu i zostało opisane przez Alberta Einsteina w jego szczególnej i ogólnej teorii względności. Dylatacja czasu to zjawisko, które polega na tym, że czas płynie wolniej dla obserwatora poruszającego się szybciej lub znajdującego się w silniejszym polu grawitacyjnym. Oznacza to, że czas trwania tego samego zjawiska może być różny w zależności od układu odniesienia, w którym jest mierzony.
Na przykład, jeśli ktoś leci rakietą z prędkością bliską prędkości światła, to dla niego czas płynie normalnie, ale dla obserwatora na Ziemi czas w rakiecie płynie wolniej. To znaczy, że jeśli w rakiecie upłynie godzina, to na Ziemi upłynie więcej czasu. Podobnie, jeśli ktoś znajduje się na powierzchni planety o dużej masie i grawitacji, to dla niego czas płynie normalnie, ale dla obserwatora w kosmosie czas na planecie płynie wolniej.
Nie oznacza to jednak, że we wczesnym wszechświecie czas faktycznie płynął wolniej - dla obserwatora, który istniałby miliardy lat temu czas wydawał się płynąć normalnie. Jest to tylko kwestia perspektywy i odległości.
To niezwykłe odkrycie nie tylko potwierdza teorię względności Einsteina na ogromnych skalach kosmicznych, ale także pomaga lepiej zrozumieć naturę i ewolucję kwazarów oraz ich wpływ na otaczające je galaktyki.
