Quasar “Clocks”tan evrenin sunumu Big Bang’den sonra 5 kat daha yavaştı.

Çığır açan bir çalışmada bilim adamları, Einstein’ın genel görelilik teorisini doğrulayarak, son derece yavaş hareket eden erken evreni gözlemlemek için kuasarları kozmik saatler olarak kullandılar. Ekip, erken galaksilerin merkezlerindeki yaklaşık 200 kuasardan, süper kütleli kara deliklerden alınan verileri inceleyerek, evrenin bir milyar yaşın biraz üzerindeyken zamanın beş kat daha yavaş aktığını buldu.

Yaklaşık 200 kuasardan elde edilen gözlemsel veriler, Einstein’ın – bir kez daha – evrenin zamanla genişlemesi konusunda haklı olduğunu gösteriyor.

Bilim adamları ilk kez erken evrenin son derece ağır çekimde hareket ettiğini ve Einstein’ın genişleyen evreninin gizemlerinden birini açığa çıkardığını fark ettiler.

Einstein’ın genel görelilik kuramı, uzak – ve dolayısıyla kadim – evrenin bugün olduğundan çok daha yavaş çalıştığını gözlemlememiz gerektiği anlamına gelir. Ancak, o zamana dönüp bakmanın zor olduğu kanıtlandı. Bilim adamları artık kuasarları “saat” olarak kullanarak bu gizemi çözmeyi başardılar.

Çalışmanın baş yazarı, Sidney Üniversitesi Fizik Okulu ve Sidney Astronomi Enstitüsü’nden Profesör Geraint Lewis.

“Orada, bu bebek evrende olsaydınız, bir saniye bir saniye gibi görünürdü – ama bizim konumumuzdan, gelecekte 12 milyar yıldan fazla, bu erken zaman gecikiyor gibi görünüyor.”

Araştırma 3 Temmuz’da yayınlandı. doğal astronomi.

Profesör Geraint Lewis, Sidney Üniversitesi Fizik Okulu’ndaki Sidney Astronomi Enstitüsü’ndedir. Kredi bilgileri: Sidney Üniversitesi

Profesör Lewis ve ortak yazarı, Auckland Üniversitesi’nden Dr Brendon Brewer, bu zaman genişlemesini analiz etmek için yaklaşık 200 kuasardan (ilk galaksilerin merkezlerindeki süper kütleli karadeliklerden) gözlemlenen verileri kullandı.

Profesör Lewis, “Einstein sayesinde, zaman ve uzayın iç içe geçtiğini biliyoruz ve Big Bang tekilliğinde zamanın başlangıcından beri evren genişliyor” dedi.

“Uzayın bu genişlemesi, evrenin erken dönemlerine ilişkin gözlemlerimizin günümüzün zaman akışlarından çok daha yavaş görünmesi gerektiği anlamına geliyor.

“Bu yazıda, bunu yaklaşık bir milyar yıl sonrasına kadar kanıtlıyoruz.[{” attribute=””>Big Bang.”

Previously, astronomers have confirmed this slow-motion universe back to about half the age of the universe using supernovae – massive exploding stars – as ‘standard clocks’. But while supernovae are exceedingly bright, they are difficult to observe at the immense distances needed to peer into the early universe.

By observing quasars, this time horizon has been rolled back to just a tenth the age of the universe, confirming that the universe appears to speed up as it ages.

Professor Lewis said: “Where supernovae act like a single flash of light, making them easier to study, quasars are more complex, like an ongoing firework display. 

“What we have done is unravel this firework display, showing that quasars, too, can be used as standard markers of time for the early universe.”

Professor Lewis worked with astro-statistician Dr. Brewer to examine details of 190 quasars observed over two decades. Combining the observations taken at different colors (or wavelengths) – green light, red light, and into the infrared – they were able to standardize the ‘ticking’ of each quasar. Through the application of Bayesian analysis, they found the expansion of the universe imprinted on each quasar’s ticking.

“With these exquisite data, we were able to chart the tick of the quasar clocks, revealing the influence of expanding space,” Professor Lewis said.

These results further confirm Einstein’s picture of an expanding universe but contrast earlier studies that had failed to identify the time dilation of distant quasars.

“These earlier studies led people to question whether quasars are truly cosmological objects, or even if the idea of expanding space is correct,” Professor Lewis said.  

“With these new data and analysis, however, we’ve been able to find the elusive tick of the quasars and they behave just as Einstein’s relativity predicts,” he said.

Reference: “Detection of the cosmological time dilation of high-redshift quasars” by Geraint F. Lewis and Brendon J. Brewer, 3 July 2023, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/s41550-023-02029-2