거의 200개의 퀘이사에서 관측한 데이터는 아인슈타인이 우주의 시간 팽창에 대해 옳았다는 것을 보여줍니다.

과학자들은 아인슈타인의 팽창하는 우주의 신비 중 하나를 풀면서 극도로 느린 속도로 움직이는 초기 우주를 처음으로 관찰했습니다.

아인슈타인의 일반 상대성 이론은 먼 우주, 따라서 고대의 우주가 현재보다 훨씬 느리게 움직이는 것을 관찰해야 한다는 것을 의미합니다. 그러나 그 시간을 거슬러 올라가는 것은 어려운 것으로 판명되었습니다. 과학자들은 이제 퀘이사를 ‘시계’로 사용하여 그 수수께끼를 풀었습니다.

“우주의 나이가 10억년이 조금 넘었을 때를 되돌아보면 시간이 5배 더 느리게 흐르는 것처럼 보였습니다. 시드니 대학교.

“만약 당신이 거기 있다면, 이 어린 우주에서는 1초가 1초처럼 느껴질 것입니다. 하지만 120억 년 이상의 미래에 있는 우리의 입장에서 보면 그 초기 시간은 질질 끄는 것처럼 보입니다.”

이 연구는 오늘 자연천문학.

Lewis 교수와 그의 동료인 오클랜드 대학교의 Brendon Brewer 박사는 초기 은하 중심에 있는 과활동 초대질량 블랙홀인 약 200개의 퀘이사에서 관측된 데이터를 사용하여 이 시간 팽창을 분석했습니다.

루이스 교수는 “아인슈타인 덕분에 우리는 시간과 공간이 서로 얽혀 있고 빅뱅의 특이점에서 시간의 새벽부터 우주가 팽창하고 있다는 것을 알고 있다”고 말했다.

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

“이 논문에서 우리는 빅뱅 이후 약 10억년 전으로 거슬러 올라갑니다.”

이전에 천문학자들은 초신성(거대하게 폭발하는 별)을 ‘표준 시계’로 사용하여 이 슬로우 모션 우주를 우주 나이의 약 절반까지 거슬러 올라간다는 것을 확인했습니다. 그러나 초신성은 매우 밝지만 초기 우주를 들여다보는 데 필요한 엄청난 거리에서 관찰하기는 어렵습니다.

퀘이사를 관찰함으로써 이 시간 지평은 우주 나이의 10분의 1로 되돌아갔고, 우주가 나이가 들수록 속도가 빨라지는 것처럼 보인다는 것을 확인했습니다.

루이스 교수는 “초신성은 단일 섬광처럼 작용하여 연구하기가 더 쉬운 반면, 퀘이사는 진행 중인 불꽃놀이처럼 더 복잡하다.

“우리가 한 일은 이 불꽃놀이를 해명하여 퀘이사도 초기 우주의 표준 시간 표시로 사용될 수 있음을 보여주는 것입니다.”

Lewis 교수는 천체 통계학자 Dr Brewer와 함께 20년 동안 관찰된 190개의 퀘이사에 대한 세부 사항을 조사했습니다. 서로 다른 색상(또는 파장)(녹색광, 적색광 및 적외선)에서 취한 관측을 결합하여 각 퀘이사의 ‘틱’을 표준화할 수 있었습니다. 베이지안 분석을 적용하여 그들은 각 퀘이사의 똑딱거림에 각인된 우주의 확장을 발견했습니다.

루이스 교수는 “이 정교한 데이터를 통해 우리는 퀘이사 시계의 틱을 차트로 표시할 수 있었고 우주 확장의 영향을 밝힐 수 있었다”고 말했다.

이 결과는 팽창하는 우주에 대한 아인슈타인의 그림을 더욱 확인하지만 먼 퀘이사의 시간 팽창을 식별하지 못한 이전 연구와 대조됩니다.

루이스 교수는 “이러한 초기 연구는 사람들로 하여금 퀘이사가 진정으로 우주론적 천체인지, 아니면 우주를 확장한다는 생각이 맞는지 의문을 갖게 만들었다”고 말했다.

“그러나 이러한 새로운 데이터와 분석을 통해 우리는 퀘이사의 애매한 진드기를 찾을 수 있었고 아인슈타인의 상대성이론이 예측한 대로 행동했습니다.”라고 그는 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/07/230703133103.htm