El tiempo se movió 5 veces más lento en los mil millones de años posteriores al Big Bang
Se ha observado que el tiempo pasa más lentamente en los cuásares del universo primitivo.
La dilatación del tiempo observada viene como consecuencia del descubrimiento de Albert Einstein teoría de la relatividad general combinado con la expansión del espacio. «En esencia, esta es otra historia de ‘Einstein tiene razón otra vez'», dijo a Space.com Geraint Lewis, cosmólogo de la Universidad de Sydney.
Lewis y Brendon Brewer, de la Universidad de Auckland, son coautores de un nuevo artículo que describe la tan esperada confirmación de los efectos de la dilatación del tiempo en la variabilidad de los cuásares. Un cuásar está alimentado por un agujero negro supermasivo que se acumula en el corazón de una galaxia extremadamente activa. Debido a que el disco de acreción alrededor del agujero negro es relativamente pequeño, las fluctuaciones en la luz emitida por el cuásar pueden ocurrir en unos pocos días. Esto los hace más fáciles de rastrear.
Sin embargo, desde que la luz y sus fluctuaciones fueron emitidas por los quásares de 12 mil millones de años, el universo se ha expandido mucho. Esto significa que estamos viendo cuásares tal como existieron hace más de 12 mil millones de años.
«Esperábamos que los cuásares también exhibieran este comportamiento, pero las búsquedas anteriores no lograron encontrarlo», dijo Lewis.
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A nueva muestra de 190 cuásares de alto corrimiento al rojo observado durante 20 años por Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Pan-STARRS y Dark Energy Survey, proporcionó a Lewis y Brewer las herramientas para finalmente detectar la dilatación del tiempo en la variabilidad de la luz del cuásar. El largo período de observaciones asociado con la sensibilidad telescópica a las fluctuaciones de los cuásares revela el efecto de la dilatación del tiempo. Según la lentitud con la que parecen estar ocurriendo las fluctuaciones, el tiempo en estos cuásares parece correr cinco veces más lento que para nosotros en nuestro marco de referencia en la Tierra.
«Podemos definir las características de su variabilidad y mostrar que los cuásares realmente juegan con el cosmos», dijo Lewis.
Para ser claros, el tiempo realmente no corre lentamente en estos cuásares en relación con todo lo que los rodea: en su marco de referencia, el tiempo corre normalmente. La teoría de la relatividad de Einstein y cómo describió el paso del tiempo se basa en el concepto de marcos de referencia, y estos marcos se pueden distinguir por su velocidad relativa entre sí.
«El movimiento de galaxias distantes se debe a la expansión del espacio», dijo Lewis. Considere que el constante de hubble describe qué tan rápido se expande por segundo un volumen de espacio que mide 3,26 millones de años luz. Este es un efecto incremental, donde los volúmenes de espacio en expansión se suman. Cuanto más lejos está una galaxia de nosotros, más espacio se ha expandido entre la galaxia y nosotros, y más rápida parece ser esa galaxia. alejándose de nosotros.
«Algunos de estos cuásares se movían más rápido que el velocidad de la luzcon respecto a nosotros cuando se emitieron los fotones», dijo Lewis.
Como mostró Einstein, suceden cosas extrañas cuando te acercas a la velocidad de la luz. Una de esas cosas raras es la dilatación del tiempo. Un observador estacionario en la Tierra observaría un reloj que viaja más rápido de lo que es, ya sea en una nave espacial o en un cuásar, y parece que se ralentiza. Cuanto más rápido se mueve el reloj, mayor es el efecto. A velocidades cercanas a la velocidad de la luz, el efecto es dramáticamente pronunciado, lo que resulta en peculiaridades como la paradoja gemela.
La dilatación del tiempo no es solo teórica. Se ha observado, aunque en pequeñas cantidades, en satélites que orbitan alrededor de la Tierra: el Sistema de Posicionamiento Global tiene que tener en cuenta. Cosmológicamente, la dilatación del tiempo se ha observado en supernovas que explotó hace 6 o 7 mil millones de años, pero nunca en objetos más distantes hasta ahora.
Además de ser otra prueba exitosa de la teoría de la relatividad de Einstein, la dilatación del tiempo observada en los cuásares también es una prueba más de que vivimos en un universo que se está expandiendo como resultado del Big Bang. Si el universo no se estuviera expandiendo, los cuásares no parecerían moverse a velocidades relativistas en relación con nosotros. Lewis describió los hallazgos como «poner a la cama algunas de las ideas más extremas que se han propuesto, incluido que los cosmólogos se equivocaron en todo, debido a su fracaso anterior para ver la dilatación del tiempo del cuásar».
La investigación fue publicada el 30 de junio en la Astronomía de la Naturaleza.
