Πώς οι επιστήμονες απέδειξαν ότι το πρώιμο σύμπαν έτρεχε σε αργή κίνηση

Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν μπορεί να μην εφηύρε το ίδιο το σύμπαν, αλλά τους θεμελιώδεις κανόνες που ανακάλυψε εφευρέθηκε εκ νέου η κατανόησή μας για τον φυσικό κόσμο, ανατρέποντας τη σύμβαση και αψηφώντας τον άνθρωπο εμπειρία. Μαύρες τρύπες, ένα διαστελλόμενο σύμπαν, το δίδυμο παράδοξο, ακόμη και η συγχώνευση του χώρου και του χρόνου σε μια ενιαία, μετρήσιμη μονάδα - τον χωρόχρονο - είναι όλα μέρος της κληρονομιάς του. Και σύμφωνα με νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Αστρονομία της Φύσης, οι επιτυχίες συνεχίζουν να έρχονται.

Ερευνητές από την Αυστραλία και τη Νέα Ζηλανδία συνεργάστηκαν για να επαληθεύσουν μια από τις πιο περίεργες προβλέψεις των τύπων του Αϊνστάιν: ότι το πρώιμο σύμπαν έτρεχε σε αργή κίνηση σε σύγκριση με το σήμερα. Επειδή το σύμπαν διαστέλλεται και υπάρχει ένα όριο στο πόσο γρήγορα μπορεί να ταξιδέψει το φως - δηλαδή την ταχύτητα του φωτός - τα αντικείμενα που φαίνονται πιο μακριά εμφανίζονται επίσης όπως ήταν πριν από πολύ καιρό. Μερικά από τα πιο μακρινά και αρχαιότερα αντικείμενα στο παρατηρήσιμο σύμπαν σήμερα είναι κβάζαρ.

Η λέξη κβάζαρ είναι στην πραγματικότητα μια συντομογραφία που προέρχεται από τον όρο "οιονεί αστρικές ραδιοπηγές". Ήταν πρώτοι ανακαλύφθηκαν ως σημεία στον ουρανό που εκπέμπουν ραδιοκύματα αντί για ορατό φως, εξ ου και το «οιονεί αστρικό» τους φύση. Από τότε, έχουν βρεθεί κβάζαρ που εκπέμπουν άλλες συχνότητες φωτός όπως ακτίνες Χ, αλλά η λέξη κβάζαρ κόλλησε ούτως ή άλλως. (Το Quaxar δεν είναι λέξη, δυστυχώς.) Μετά από περαιτέρω παρατήρηση κατά το δεύτερο μισό του 20ου αιώνα, διαπιστώθηκε ότι αυτά τα σημειακά αντικείμενα ήταν στην πραγματικότητα πιο μακριά, πολύ μεγαλύτερα και πολύ πιο ισχυρά από οποιοδήποτε αστέρι σε αυτόν τον γαλαξία ή οποιοδήποτε άλλο άλλα.

Είναι σύνηθες για τους γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας, να έχουν μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο τους. (Μας βοηθούν να βρούμε κρυμμένες μαύρες τρύπες.) Στο πρώιμο σύμπαν, το διάστημα ήταν πιο πυκνά γεμάτο με αέρια όπως το υδρογόνο και το ήλιο από ό, τι παρατηρούμε σήμερα. Αυτό το άμεσα διαθέσιμο αέριο θα έλκεται σε αυτές τις πρώιμες μαύρες τρύπες και θα έπεφτε προς αυτές με αυξανόμενες ταχύτητες σε μια υπέρθερμη σπείρα που ονομάζεται δίσκος προσαύξησης. Ένα κβάζαρ είναι μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα με έναν εξαιρετικά πυκνό και ενεργητικό δίσκο προσαύξησης.

Η ενέργεια της εισερχόμενης ύλης ενός κβάζαρ είναι τόσο μεγάλη που σχηματίζονται ισχυρά μαγνητικά πεδία. Μέρος της ύλης εισέρχεται στη μαύρη τρύπα, αλλά μεγάλο μέρος της εκτοξεύεται μακριά από τους πόλους του κβάζαρ, ακολουθώντας τα μαγνητικά πεδία σαν επιταχυντής σωματιδίων αλλά τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερο. Αυτοί οι απίστευτα ενεργητικοί πίδακες είναι αυτό που μπορούμε να παρατηρήσουμε σήμερα από δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, ξεπερνώντας ολόκληρους τους γαλαξίες που τους φιλοξενούν.

Στη νέα τους έρευνα, οι επιστήμονες περιέγραψαν λεπτομερώς τον τρόπο με τον οποίο εξέτασαν τις παρατηρήσεις 20 ετών σχεδόν 200 μεμονωμένων κβάζαρ. Τα δεδομένα περιείχαν πληροφορίες σχετικά με το πώς οι ενεργειακοί πίδακες κάθε κβάζαρ κυμάνθηκαν με την πάροδο του χρόνου. Χρησιμοποίησαν αυτές τις περιοδικές διακυμάνσεις για να μετρήσουν το πέρασμα του χρόνου, ακριβώς με τον ίδιο τρόπο που παρακολουθούσαν από δεύτερο χέρι, αν αυτά τα κβάζαρ ήταν πολύ παλιά και μακρινά ρολόγια.

Αυτό που βρήκαν οι ερευνητές ήταν ότι κάθε «δευτερόλεπτο» στα ρολόγια κβάζαρ ήταν πολύ πιο αργό από αυτό που θα παρατηρούσαμε εδώ στη Γη σήμερα. Και όχι μόνο λίγο, ήταν πέντε φορές πιο αργό. Το σύμπαν είναι περίπου 13,7 δισεκατομμυρίων ετών αυτή τη στιγμή, αλλά τα κβάζαρ σε αυτό το πείραμα - επειδή είναι τόσο μακριά - φαίνονται σαν να ήταν μόλις 1 δισεκατομμύριο χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτό δείχνει ότι στο πρώιμο σύμπαν, ο χρόνος περνούσε πιο αργά.

Φυσικά, ένα από τα μεγάλα επιτεύγματα του Άλμπερτ Αϊνστάιν ήταν να δείξει ότι ο χρόνος είναι σχετικός. Εάν μπορούσατε να επισκεφτείτε ένα από αυτά τα κβάζαρ πριν από περισσότερα από 12 δισεκατομμύρια χρόνια, δεν θα παρατηρούσατε τίποτα περίεργο σχετικά με τη ροή του χρόνου - θα αισθανόσασταν φυσιολογικό. Είναι μόνο αργό σε σύγκριση με τη ροή του χρόνου σήμερα. Λοιπόν, τι σημαίνουν όλα αυτά; Σημαίνει ότι το σύμπαν στην πραγματικότητα διαστέλλεται και τεντώνει τον χωροχρόνο μαζί του, όπως ακριβώς είχε προβλεφθεί. Ο Αϊνστάιν είχε αποδειχθεί ότι είχε δίκιο, Άλλη μια φορά.