类星体“时钟”显示宇宙在大爆炸后不久慢

　　艺术家绘制的ULAS J1120+0641吸积盘，这是一个非常遥远的类星体，由一个质量是太阳20亿倍的超大质量黑洞提供动力。贷方:ESO/M. Kornmesser

　　据悉尼大学：科学家首次观察到早期宇宙以极慢的速度运行，解开了爱因斯坦膨胀宇宙的一个谜团。这项研究发表在《自然天文学》上。

　　爱因斯坦的广义相对论意味着我们应该观察比现在运行得慢得多的遥远的宇宙，因此也是古老的宇宙。然而，追溯那么久的时间已经被证明是难以捉摸的。科学家们现在通过使用类星体作为“时钟”破解了这个谜。

　　“回顾宇宙刚刚超过10亿岁的时候，我们看到时间似乎慢了五倍，”该研究的主要作者，悉尼大学物理学院和悉尼天文研究所的Geraint Lewis教授说。

　　“如果你在那里，在这个婴儿宇宙中，一秒钟看起来就像一秒钟——但从我们的角度来看，超过120亿年后的未来，那段早期时间似乎过得很慢。”

　　Lewis教授和他的合作者，来自奥克兰大学的Brendon Brewer博士，使用了近200个类星体(早期星系中心的超活跃超大质量黑洞)的观测数据来分析这种时间膨胀。

　　“多亏了爱因斯坦，我们知道了时间和空间是交织在一起的，而且自从大爆炸的奇点出现以来，宇宙一直在膨胀，”刘易斯教授说。

　　“空间的膨胀意味着我们对早期宇宙的观察应该比今天的时间流动慢得多。

　　"在这篇论文中，我们已经证明这可以追溯到宇宙大爆炸后大约十亿年."

　　此前，天文学家已经使用超新星——大规模爆炸的恒星——作为“标准时钟”，确认了这个缓慢运动的宇宙大约是宇宙年龄的一半。虽然超新星非常明亮，但是在需要窥视早期宇宙的巨大距离上很难观察到它们。

　　通过观察类星体，这一时间范围已经回滚到宇宙年龄的十分之一，证实了宇宙似乎随着年龄的增长而加速。

　　刘易斯教授说:“超新星的行为就像一道闪光，使它们更容易研究，类星体则更复杂，就像一场正在进行的烟花表演。

　　“我们所做的是揭开这场烟火表演，表明类星体也可以用作早期宇宙的标准时间标记。”

　　悉尼大学物理学院悉尼天文研究所的杰兰特·刘易斯教授。学分:悉尼大学

　　刘易斯教授和天文统计学家布鲁尔博士一起研究了20多年来观测到的190个类星体的细节。结合不同颜色(或波长)——绿光、红光和红外——的观测结果，他们能够标准化每个类星体的“滴答声”。通过贝叶斯分析的应用，他们发现宇宙的膨胀印在每个类星体的滴答声上。

　　“有了这些精致的数据，我们能够绘制类星体时钟的滴答声，揭示膨胀空间的影响，”刘易斯教授说。

　　这些结果进一步证实了爱因斯坦的宇宙膨胀图，但与早期未能识别遥远类星体时间膨胀的研究形成对比。

　　“这些早期的研究让人们质疑类星体是否是真正的宇宙物体，或者膨胀空间的想法是否正确，”刘易斯教授说。

　　“然而，通过这些新的数据和分析，我们已经能够发现类星体难以捉摸的特点，它们的行为就像爱因斯坦的相对论预测的那样，”他说。