Podle nové studie plynul čas na počátku vesmíru pomaleji než v současnosti. Vědci něco takového předpokládali už dříve, teď to ale australští fyzici poprvé pozorovali v reálném světě.
Vypadá to, jako by čas v mladém vesmíru běžel pětkrát pomaleji než nyní
Čím je člověk starší, tím rychleji mu utíká čas, shodují se vědci. Podobný efekt ale zřejmě zažívá i celý náš vesmír – byť je to u člověka věc psychiky a u kosmu fyziky. Popsali ho Geraint Lewis z univerzity v australském Sydney a statistik Brendon Brewer z univerzity v Aucklandu.
„Když se podíváme zpět do doby, kdy byl vesmír starý něco málo přes miliardu let, vidíme, že tam čas plyne zdánlivě pětkrát pomaleji,“ vysvětluje Lewis. „Kdybyste tam byli, v tomto dětském vesmíru, zdála by se vám jedna sekunda jako jedna sekunda – ale z naší pozice, více než 12 miliard let do budoucnosti, se zdá, že se tento raný čas opravdu vleče.“
V našem každodenním životě to není příliš patrné, ale prostor a čas ve vesmíru jsou neoddělitelně spjaty. Díky tomu můžeme pozorovat zrychlující se rozpínání vesmíru. Světlo z mnohem větších vzdáleností se s rozpínáním prostoru roztahuje a posouvá se směrem k delším a červenějším vlnovým délkám, čím větší je vzdálenost od zdroje.
To se nazývá Dopplerův jev a můžeme ho pozorovat i zde na Zemi. Vědci si pomáhají často srovnáním se zvukem sanitky – ten se jakoby roztahuje, když se od nás sanitka vzdaluje. V této analogii se sanitka stává vzdálenou galaxií a siréna je světlem. U zdroje je vyzařování normální, ale z našeho pohledu se celé roztáhne.
Něco podobného by se mělo dít – a také se děje – s časem. Pro nás čas plyne normálně. Někomu, kdo se zdržuje v blízkosti výbuchu supernovy, by se zdálo, že čas také plyne normálně. Ale vzhledem k relativní rychlosti mezi oběma body se nám zdá, že exploze supernovy probíhá zpomaleně.
Předpokládá se, že podobný efekt by měly vykazovat i kvazary v raném vesmíru. Kvazary jsou galaxie, které mají ve svém středu aktivně se živící supermasivní černou díru – ta pohlcuje okolní hmotu. Proces krmení produkuje velké množství světla, protože materiál kolem černé díry se zahřívá. „Zatímco supernovy se chovají jako jediný záblesk světla, což usnadňuje jejich studium, kvazary jsou složitější, jako nepřetržitý ohňostroj,“ vysvětluje Lewis. „My jsme tohle chování ale dokázali rozluštit a ukázali, že i kvazary lze použít jako standardní časové ukazatele pro raný vesmír.“
Cesta proti proudu času
Lewis a jeho kolegové studovali vzorek 190 kvazarů z období před 2,45 až 12,17 miliardami let (Velký třesk se odehrál před 13,8 miliardami let), přičemž data v různých vlnových délkách byla pořízena v průběhu dvou desetiletí. Pro každý kvazar měli k dispozici přibližně 200 pozorování, což umožnilo podrobnou rekonstrukci jejich fluktuací.
Dříve se vědci domnívali, že proměnlivost kvazarů nevykazuje účinky dilatace času, ale vzorky byly malé a pozorované v mnohem kratším časovém období. Dramatickým rozšířením počtu kvazarů i délky pozorování teď astronomové zjistili, že se skutečně zdá, že staré kvazary ve srovnání s novějšími kmitají zpomaleně.
„Dřívější studie vedly lidi k pochybnostem, jestli jsou kvazary skutečně kosmologickými objekty, nebo dokonce zda je myšlenka rozpínání prostoru správná,“ dodává Lewis. „Díky těmto novým datům a analýzám se nám ale podařilo najít doposud nezaznamenané chování kvazarů a ty se chovají přesně tak, jak předpovídá Einsteinova teorie relativity.“
