觀察發現當宇宙只有十億歲的時候時間的流逝速度要慢上五倍
科學家利用類星體作為”宇宙鐘”觀察到,當宇宙只有十億歲的時候,時間的流逝速度慢了五倍,這有助於證實愛因斯坦的廣義相對論和宇宙膨脹。通過研究遙遠的超新星,我們已經確定宇宙自138 億年前的大爆炸以來一直在膨脹。在此過程中,星系在四個維度上相互遠離,使得膨脹沒有客觀的中心。
宇宙最遙遠類星體的藝術家概念圖
當它們傳播時,它們彼此之間的移動速度會更快。這樣做的一件事是,由於多普勒效應,導致恆星和其他物體的光譜向紅移,這是可以測量的,因此科學家可以對擴散進行計時。它所做的另一件事是,最終,宇宙邊緣(我們認為是遙遠的過去)的膨脹變得如此之快,相對論效應變得明顯,導致與我們相比時間流逝的速度發生變化。
由悉尼大學物理學院和悉尼天文學研究所的Geraint Lewis 教授領導的一個科學家小組利用20 年來從190 個類星體(位於宇宙邊緣的超活躍超大質量黑洞)收集的數據來了解更多關於時間和空間如何交織在一起的信息。
通過使用來自光譜的綠色、紅色和紅外波段的類星體數據並應用貝葉斯分析(隨著更多證據或信息的出現,貝葉斯分析可以更新假設的概率),該團隊可以統計校準每個類星體的“滴答聲”, 將它們變成時鐘來測量時間膨脹。
結果是過去的時間流逝與現在不同,古代的每一秒對應著我們的五秒。因為我們談論的是相對論,所以它看起來如何取決於你在哪裡。對我們來說,古代時間似乎過得更慢,但如果你在這些古代星系之一附近,每一秒似乎都很正常,而我們現在時間流逝速度似乎是它的五倍。
劉易斯教授在討論無法識別遙遠類星體時間膨脹的早期研究時說:“有了這些精確的數據,我們能夠繪製類星體時鐘的滴答聲,揭示空間膨脹的影響。這些早期的研究讓人們質疑類星體是否是真正的宇宙物體,或者即使擴展空間的想法是否正確。然而,通過這些新的數據和分析,我們已經能夠找到類星體難以捉摸的蜱蟲,並且它們其行為正如愛因斯坦相對論所預測的那樣。”
該研究發表在《自然天文學》上,下面的視頻討論了時間膨脹效應。