Evrenin erken dönemlerindeki kuasarlarda zamanın daha yavaş geçtiği gözlemlenmiştir.
Gözlemlenen zaman genişlemesi Albert Einstein’ın genel görelilik kuramı uzayın genişlemesiyle birleşti. Sydney Üniversitesi’nden kozmolog Geraint Lewis Space.com’a yaptığı açıklamada, “Özünde bu da bir başka ‘Einstein yine haklı’ hikayesi” dedi.
Auckland Üniversitesi’nden Lewis ve Brendon Brewer, kuasarların değişkenliğindeki zaman genişlemesi etkilerinin uzun zamandır aranan onayını açıklayan yeni bir makalenin ortak yazarlarıdır. Bir kuasar, son derece aktif bir galaksinin kalbinde biriken süper kütleli bir kara delikten güç alır. Kara deliğin etrafındaki yığılma diski nispeten küçük olduğundan, kuasar tarafından yayılan ışıktaki dalgalanmalar sadece günler içinde gerçekleşebilir. Bu da onların izlenmesini kolaylaştırır.
Ancak, ışığın ve dalgalanmalarının 12 milyar yaşındaki kuasarlardan yayılmasından bu yana geçen sürede evren büyük ölçüde genişledi. Bu da kuasarları 12 milyar yıl önce var oldukları halleriyle gördüğümüz anlamına geliyor.
Lewis, “Kuasarların da bu davranışı sergilemesini bekliyorduk, ancak önceki araştırmalar bunu bulamamıştı” dedi.
Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Pan-STARRS ve Dark Energy Survey tarafından 20 yıl boyunca gözlemlenen 190 yüksek kırmızıya kayma kuasarından oluşan yeni bir örnek, Lewis ve Brewer’a kuasar ışığının değişkenliğinde zaman genişlemesini nihayet tespit etmek için araçlar sağladı. Kuasar dalgalanmalarına karşı teleskopik duyarlılıkla birleşen uzun gözlem süresi, zaman genişlemesi etkisini ortaya çıkarmaktadır. Dalgalanmaların ne kadar yavaş gerçekleştiğine bağlı olarak, bu kuasarlarda zaman, Dünya’daki referans çerçevemizde bizim için olduğundan beş kat daha yavaş akıyor gibi görünmektedir.
Lewis, “Değişkenliklerinin özelliklerini saptayabilir ve kuasarların kozmosla gerçekten top oynadığını gösterebiliriz” dedi.
Açık olmak gerekirse, bu kuasarlarda zaman etraflarındaki her şeye göre gerçekten yavaş akmıyordu – onların referans çerçevelerinde zaman normal akıyordu. Einstein’ın görelilik teorisi ve zamanın geçişini tanımlama şekli, referans çerçeveleri kavramına ve bu çerçevelerin birbirlerine göre hızları ile ayırt edilebilmesine dayanır.
Lewis, “Uzak galaksilerin hareketi uzayın genişlemesinden kaynaklanıyor” dedi. Düşünün ki Hubble sabiti saniyede 3,26 milyon ışık yılı genişliğindeki bir uzay hacminin ne kadar hızlı genişlediğini açıklar. Bu, genişleyen uzay hacimlerinin toplandığı artan bir etkidir. Bir galaksi bizden ne kadar uzaksa, galaksi ile aramızdaki uzay o kadar genişlemiştir ve galaksi o kadar hızlı genişliyor gibi görünür uzaklaşmak Bizden.
“Bu kuasarlardan bazıları, Dünya’nın yüzeyinden daha hızlı hareket ediyordu. ışık hızıFotonların yayıldığı zaman bize göre,” diyor Lewis.
Einstein’ın gösterdiği gibi, ışık hızına yaklaştığınızda garip şeyler olur. Bu garip şeylerden biri de zaman genişlemesidir. Dünya’daki sabit bir gözlemci, ister bir uzay aracında ister bir kuasarda olsun, kendisinden daha hızlı hareket eden bir saatin yavaşladığını gözlemleyecektir. Saat ne kadar hızlı hareket ederse, etki de o kadar büyük olur. Işık hızına yaklaşan hızlarda, etki dramatik bir şekilde belirginleşir ve aşağıdaki gibi tuhaflıklara neden olur İKİZ PARADOKSU.
Zaman genişlemesi sadece teorik değildir. Çok küçük miktarlarda da olsa, Dünya’nın yörüngesindeki uydularda gözlemlenmiştir. Küresel Konumlandırma Sistemi zorunda bunu dikkate alın. Kozmolojik olarak, zaman genişlemesi süpernovalar 6 ila 7 milyar yıl önce patladı, ancak şimdiye kadar bundan daha uzak nesnelerde asla.
Kuasarlarda gözlemlenen zaman genişlemesi, Einstein’ın görelilik teorisinin bir başka başarılı testi olmasının yanı sıra, Büyük Patlama sonucunda genişleyen bir evrende yaşadığımızın da kanıtıdır. Eğer evren genişlemiyor olsaydı, kuasarlar bize göre rölativistik hızlarda hareket ediyor gibi görünmezlerdi. Lewis bulguları, “daha önce kuasar zaman genişlemesini göremedikleri için kozmologların her şeyi yanlış bildikleri de dahil olmak üzere, öne sürülen daha uç fikirlerden bazılarını yatağa atmak” olarak tanımladı.
Araştırma 30 Haziran tarihinde Doğa Astronomisi.
