環(huán)球播報(bào):觀察發(fā)現(xiàn)當(dāng)宇宙只有十億歲的時(shí)候時(shí)間的流逝速度要慢上五倍

2023-07-04 17:48:09 來源：cnBeta

(資料圖)

科學(xué)家利用類星體作為"宇宙鐘"觀察到，當(dāng)宇宙只有十億歲的時(shí)候，時(shí)間的流逝速度慢了五倍，這有助于證實(shí)愛因斯坦的廣義相對(duì)論和宇宙膨脹。通過研究遙遠(yuǎn)的超新星，我們已經(jīng)確定宇宙自 138 億年前的大爆炸以來一直在膨脹。在此過程中，星系在四個(gè)維度上相互遠(yuǎn)離，使得膨脹沒有客觀的中心。

宇宙最遙遠(yuǎn)類星體的藝術(shù)家概念圖

當(dāng)它們傳播時(shí)，它們彼此之間的移動(dòng)速度會(huì)更快。這樣做的一件事是，由于多普勒效應(yīng)，導(dǎo)致恒星和其他物體的光譜向紅移，這是可以測(cè)量的，因此科學(xué)家可以對(duì)擴(kuò)散進(jìn)行計(jì)時(shí)。它所做的另一件事是，最終，宇宙邊緣（我們認(rèn)為是遙遠(yuǎn)的過去）的膨脹變得如此之快，相對(duì)論效應(yīng)變得明顯，導(dǎo)致與我們相比時(shí)間流逝的速度發(fā)生變化。

由悉尼大學(xué)物理學(xué)院和悉尼天文學(xué)研究所的 Geraint Lewis 教授領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科學(xué)家小組利用 20 年來從 190 個(gè)類星體（位于宇宙邊緣的超活躍超大質(zhì)量黑洞）收集的數(shù)據(jù)來了解更多關(guān)于時(shí)間和空間如何交織在一起的信息。

通過使用來自光譜的綠色、紅色和紅外波段的類星體數(shù)據(jù)并應(yīng)用貝葉斯分析（隨著更多證據(jù)或信息的出現(xiàn)，貝葉斯分析可以更新假設(shè)的概率），該團(tuán)隊(duì)可以統(tǒng)計(jì)校準(zhǔn)每個(gè)類星體的“滴答聲”，將它們變成時(shí)鐘來測(cè)量時(shí)間膨脹。

結(jié)果是過去的時(shí)間流逝與現(xiàn)在不同，古代的每一秒對(duì)應(yīng)著我們的五秒。因?yàn)槲覀冋務(wù)摰氖窍鄬?duì)論，所以它看起來如何取決于你在哪里。對(duì)我們來說，古代時(shí)間似乎過得更慢，但如果你在這些古代星系之一附近，每一秒似乎都很正常，而我們現(xiàn)在時(shí)間流逝速度似乎是它的五倍。

劉易斯教授在討論無法識(shí)別遙遠(yuǎn)類星體時(shí)間膨脹的早期研究時(shí)說：“有了這些精確的數(shù)據(jù)，我們能夠繪制類星體時(shí)鐘的滴答聲，揭示空間膨脹的影響。這些早期的研究讓人們質(zhì)疑類星體是否是真正的宇宙物體，或者即使擴(kuò)展空間的想法是否正確。然而，通過這些新的數(shù)據(jù)和分析，我們已經(jīng)能夠找到類星體難以捉摸的蜱蟲，并且它們其行為正如愛因斯坦相對(duì)論所預(yù)測(cè)的那樣。”

該研究發(fā)表在《自然天文學(xué)》上，下面的視頻討論了時(shí)間膨脹效應(yīng)。

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