Öncü bir çalışmada, bilim adamları kuasarları kozmik saatler olarak erken evreni aşırı ağır çekimde gözlemlemek için kullandılar ve Einstein’ın genel görelilik teorisini daha da doğruladılar. Ekip, erken galaksilerin merkezlerindeki yaklaşık 200 kuasardan, hiperaktif süper kütleli kara deliklerden alınan verileri inceleyerek, evrenin bir milyar yaşın biraz üzerindeyken zamanın beş kat daha yavaş aktığını buldu.
Yaklaşık 200 kuasardan elde edilen gözlemsel veriler, Einstein’ın kozmosun zaman genişlemesi konusunda – yine – doğru olduğunu gösteriyor.
Bilim adamları ilk kez erken evrenin aşırı ağır çekimde çalıştığını gözlemlediler ve Einstein’ın genişleyen evreninin gizemlerinden birini açığa çıkardılar.
Einstein’ın genel görelilik teorisi, uzak – ve dolayısıyla eski – evrenin günümüzden çok daha yavaş çalıştığını gözlemlememiz gerektiği anlamına gelir. Ancak, zamanda o kadar geriye bakmanın zor olduğu kanıtlandı. Bilim adamları artık kuasarları ‘saat’ olarak kullanarak bu gizemi çözdüler.
Araştırmanın baş yazarı, Fizik Okulu ve Sidney Astronomi Enstitüsü’nden Profesör Geraint Lewis, “Evrenin bir milyardan biraz daha büyük olduğu bir zamana baktığımızda, zamanın beş kat daha yavaş aktığını görüyoruz” dedi. Sidney Üniversitesi.
“Orada, bu bebek evrende olsaydınız, bir saniye bir saniye gibi görünürdü – ama bizim konumumuzdan, 12 milyar yıldan fazla bir geleceğe, bu erken zaman sürükleniyor gibi görünüyor.”
Araştırma 3 Temmuz’da yayınlandı. Doğa Astronomisi.
Sidney Üniversitesi Fizik Okulu’ndaki Sidney Astronomi Enstitüsü’nden Profesör Geraint Lewis. Kredi bilgileri: Sidney Üniversitesi
Auckland Üniversitesi’nden Profesör Lewis ve işbirlikçisi Dr. Brendon Brewer, bu zaman genişlemesini analiz etmek için yaklaşık 200 kuasardan (erken galaksilerin merkezlerindeki hiperaktif süper kütleli karadelikler) gözlemlenen verileri kullandı.
Profesör Lewis, “Einstein sayesinde, zaman ve uzayın iç içe geçtiğini ve Büyük Patlama’nın tekilliğinde zamanın başlangıcından beri evrenin genişlediğini biliyoruz” dedi.
“Uzayın bu şekilde genişlemesi, evrenin erken dönemlerine ilişkin gözlemlerimizin, günümüzdeki zamanın akışından çok daha yavaş görünmesi gerektiği anlamına geliyor.
“Bu yazıda, bunu Milattan sonra yaklaşık bir milyar yıl öncesine kadar saptadık. Büyük patlama”
Daha önce, gökbilimciler bu ağır çekim evreni, süpernovaları – devasa patlayan yıldızları – “standart saatler” olarak kullanarak evrenin yaklaşık yarısına kadar geri götürdüğünü doğrulamışlardı. Ancak süpernovalar son derece parlak olsalar da, erken evrene bakmak için gereken uçsuz bucaksız mesafelerde onları gözlemlemek zordur.
Kuasarları gözlemleyerek, bu zaman ufku evrenin yaşının yalnızca onda birine geri alındı, bu da evrenin yaşlandıkça hızlandığını doğruluyor.
Profesör Lewis şunları söyledi: “Süpernovaların tek bir ışık parlaması gibi hareket ederek onları çalışmayı kolaylaştırdığı yerde, kuasarlar devam eden bir havai fişek gösterisi gibi daha karmaşıktır.
“Yaptığımız şey, bu havai fişek gösterisini ortaya çıkarmak ve kuasarların da erken evren için standart zaman belirteçleri olarak kullanılabileceğini göstermek.”
Profesör Lewis, yirmi yılda gözlemlenen 190 kuasarın ayrıntılarını incelemek için astro-istatistikçi Dr. Brewer ile birlikte çalıştı. Farklı renklerde (veya dalga boylarında) – yeşil ışık, kırmızı ışık ve kızılötesine – alınan gözlemleri birleştirerek, her bir kuasarın “tıklamasını” standart hale getirebildiler. Bayes analizinin uygulanmasıyla, evrenin genişlemesinin her bir kuasarın tik taklarına damgasını vurduğunu buldular.
Profesör Lewis, “Bu mükemmel verilerle, uzayın genişlemesinin etkisini ortaya çıkaran kuasar saatlerinin tik taklarını çizebildik” dedi.
Bu sonuçlar, Einstein’ın genişleyen bir evren resmini daha da doğruluyor, ancak uzak kuasarların zaman genişlemesini belirlemede başarısız olan daha önceki çalışmalarla çelişiyor.
Profesör Lewis, “Bu daha önceki çalışmalar, insanları kuasarların gerçekten kozmolojik nesneler olup olmadığını veya uzayı genişletme fikrinin doğru olup olmadığını sorgulamaya yöneltti” dedi.
“Ancak, bu yeni veriler ve analizlerle, kuasarların ele geçmez tiklerini bulabildik ve onlar tıpkı Einstein’ın göreliliğinin öngördüğü gibi davranıyorlar” dedi.
Referans: “Yüksek kırmızıya kaymalı kuasarların kozmolojik zaman genişlemesinin tespiti”, Geraint F. Lewis ve Brendon J. Brewer, 3 Temmuz 2023, Doğa Astronomisi.
DOI: 10.1038/s41550-023-02029-2