Se ha observado que el tiempo pasa más lentamente en los cuásares del universo primitivo.
La dilatación del tiempo observada es consecuencia de la de Albert Einstein teoría general de la relatividad combinado con la expansión del espacio. «En el fondo, 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 confirmación buscada durante mucho tiempo 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, pueden ocurrir fluctuaciones en la luz emitida por el cuásar en cuestión de días. Esto los hace más fáciles de rastrear.
Sin embargo, desde que la luz y sus fluctuaciones fueron emitidas por cuásares de 12 mil millones de años, el universo se ha expandido dramáticamente. 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 investigaciones anteriores no lograron encontrarlo», dijo Lewis.
Relacionado: ¿Qué es la teoría general de la relatividad?
A nueva muestra de 190 cuásares de alto corrimiento al rojo observado durante más de 20 años por Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Pan-STARRS y Dark Energy Survey, le dio a Lewis y Brewer las herramientas para finalmente detectar la dilatación del tiempo en la variabilidad de la luz de los cuásares. El largo período de observación combinado con la sensibilidad telescópica a las fluctuaciones del cuásar revela el efecto de dilatación del tiempo. Según la lentitud con la que parecen ocurrir las fluctuaciones, el tiempo en estos cuásares parece fluir cinco veces más lento que para nosotros en nuestro marco de referencia en la Tierra.
«Podemos identificar las características de su variabilidad y mostrar que los cuásares realmente juegan con el cosmos», dijo Lewis.
Para ser claros, el tiempo realmente no fluía lento en esos cuásares en relación con todo lo que los rodeaba: dentro de su marco de referencia, el tiempo fluía normalmente. La teoría de la relatividad de Einstein y la forma en que describió el paso del tiempo se basa en el concepto de marcos de referencia y el hecho de que estos sistemas se pueden distinguir por su velocidad relativa entre sí.
«El movimiento de las galaxias distantes se debe a la expansión del espacio», dijo Lewis. Considere que el constante de Hubble describe la velocidad a la que un volumen de espacio de 3,26 millones de años luz se expande por segundo. 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 nosotros y la galaxia, y más rápido parece ser esa galaxia. alejarse de nosotros.
«Algunos de estos cuásares se movían más rápido que el velocidad de la luzen comparación con 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 estas cosas extrañas es la dilatación del tiempo. Un observador estacionario en la Tierra observaría un reloj que viaja más rápido, 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, resultando en peculiaridades tales como la paradoja gemela.
La dilatación del tiempo no es solo teórica. Se ha observado, aunque en cantidades diminutas, en satélites que orbitan alrededor de la Tierra: el Sistema de Posicionamiento Global necesita Tenga en cuenta. Cosmológicamente, la dilatación del tiempo se ha observado en supernova que entró en erupción hace 6 a 7 mil millones de años, pero nunca en objetos más distantes que este 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 debido al 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 fin a algunas de las ideas más extremas que se habían propuesto, incluido que los cosmólogos se equivocaron en todo, debido a una incapacidad previa para ver la dilatación del tiempo de los cuásares».
La investigación fue publicada el 30 de junio en astronomía de la naturaleza.
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