Quasar “Clocks”의 우주 렌더링은 빅뱅 이후 5배 느려졌습니다.

200개에 가까운 퀘이사에서 얻은 관측 데이터는 아인슈타인이 우주의 시간 팽창에 대해 다시 한 번 옳았다는 것을 보여줍니다.

과학자들은 처음으로 우주가 극도로 느린 속도로 작동하고 있다는 사실을 알아차렸고, 아인슈타인의 팽창하는 우주의 신비 중 하나를 풀었습니다.

아인슈타인의 일반 상대성 이론은 우리가 오늘날보다 훨씬 더 느리게 작동하는 먼 우주, 즉 고대의 우주를 관찰해야 한다는 것을 의미합니다. 그러나 그 당시를 되돌아보면 애매한 것으로 판명되었습니다. 과학자들은 이제 퀘이사를 “시계”로 사용하여 이 수수께끼를 풀 수 있었습니다.

이 연구의 주 저자인 시드니 대학교 물리학과와 시드니 천문학 연구소의 Geraint Lewis 교수는 말했습니다.

“만약 당신이 밖에 있다면, 이 어린 우주에서는 1초가 1초처럼 느껴질 것입니다. 하지만 120억 년 이상의 미래에 있는 우리 위치에서 보면 그 초기 시간이 지연되고 있는 것 같습니다.”

이 연구는 7월 3일에 출판되었습니다. 자연 천문학.

Geraint Lewis 교수는 시드니 대학교 물리학과의 시드니 천문학 연구소에 있습니다. 크레딧: 시드니 대학교

Lewis 교수와 그의 공저자인 오클랜드 대학교의 Brendon Brewer 박사는 이 시간 팽창을 분석하기 위해 거의 200개의 퀘이사(초기 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀)에서 관측된 데이터를 사용했습니다.

루이스 교수는 “아인슈타인 덕분에 우리는 시간과 공간이 얽혀 있고 빅뱅 특이점에서 시간이 시작된 이래 우주가 팽창하고 있다는 것을 알게 됐다”고 말했다.

“이러한 공간 확장은 초기 우주에 대한 우리의 관측이 오늘날의 시간 흐름보다 훨씬 느린 것처럼 보여야 함을 의미합니다.

“이 논문에서 우리는 약 10억년 후로 거슬러 올라간다는 것을 증명합니다.[{” 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