Debido a un efecto peculiar que tiene la velocidad sobre la apariencia del paso del tiempo, nuestras observaciones hacen que parezca que el tiempo corría más lento cuando el Universo era solo un bebé. Al menos, así es como nos parece a nosotros, en un tiempo de viaje ligero de casi 13 mil millones de años. Esto se llama dilatación del tiempo, y el astrofísico Geraint Lewis de la Universidad de Sídney en Australia y el estadístico Brendon Brewer de la Universidad de Auckland lo han visto en el Universo primitivo por primera vez al estudiar las fluctuaciones de galaxias brillantes llamadas galaxias cuásares durante el Amanecer Cósmico.
Descubrieron que debido a la expansión acelerada del Universo, vemos que esas fluctuaciones se desarrollan a un ritmo cinco veces más lento que si estuvieran ocurriendo cerca. Es la dilatación del tiempo más distante que jamás hayamos visto en acción, y resuelve varios problemas. Muestra que los cuásares son consistentes con el efecto sobre vastos abismos de espacio-tiempo, lo que significa que no sólo están de acuerdo con el modelo estándar de cosmología, sino que podemos tener en cuenta la dilatación del tiempo en los estudios de su comportamiento.
“Mirando hacia atrás a una época en que el Universo tenía poco más de mil millones de años, vemos que el tiempo parece fluir cinco veces más lento”, explica Lewis.
“Si estuvieras allí, en este Universo infantil, un segundo parecería un segundo, pero desde nuestra posición, más de 12 mil millones de años en el futuro, ese tiempo temprano parece retrasarse”.
Aunque en realidad no se nota en nuestra vida cotidiana, el espacio y el tiempo en el Universo están inextricablemente vinculados. Así es como podemos ver la expansión acelerada del Universo. La luz procedente de distancias mucho más lejanas se estira a medida que se expande el espacio, desplazándose hacia longitudes de onda más largas y rojas cuanto mayor es la distancia a la fuente.
Este efecto se llama efecto Doppler y también se puede experimentar aquí en la Tierra. Piensa en la forma en que el sonido de la sirena de una ambulancia parece extenderse a medida que la ambulancia se aleja de ti.
En esta analogía, la ambulancia se convierte en una galaxia lejana y la luz es la sirena. En la fuente, la emisión es normal, pero desde nuestra perspectiva, se estira todo.
Algo similar debería suceder, y sucede, con el tiempo, como hemos visto en las explosiones de supernovas en la mitad del Universo observable. El tiempo pasa normalmente para nosotros. Para alguien que pase el rato cerca de la explosión de la supernova, el tiempo también parecería pasar normalmente. Pero debido a la velocidad relativa entre los dos puntos, nos parece que la supernova ocurre en cámara lenta.
Se ha predicho que los cuásares en el Universo primitivo deberían mostrar un efecto similar, pero son tipos de objetos diferentes a las supernovas. Las galaxias cuásar son aquellas que tienen un agujero negro supermasivo que se alimenta activamente en su centro. El proceso de alimentación produce una gran cantidad de luz a medida que el material alrededor del agujero negro se calienta y parpadea con turbulencia.
“Donde las supernovas actúan como un único destello de luz, haciéndolas más fáciles de estudiar, los cuásares son más complejos, como un espectáculo de fuegos artificiales en curso”, dice Lewis. “Lo que hemos hecho es desentrañar este espectáculo de fuegos artificiales, mostrando que los cuásares también pueden usarse como marcadores estándar de tiempo para el Universo primitivo”.
Lewis y Brewer estudiaron una muestra de 190 cuásares de hace entre 2450 y 12.170 millones de años (el Big Bang tuvo lugar hace 13.800 millones de años), con datos en un rango de longitudes de onda tomados durante un período de dos décadas. Tenían alrededor de 200 observaciones para cada cuásar, lo que permitió reconstrucciones detalladas de sus fluctuaciones.
Anteriormente, los científicos habían pensado que la variabilidad del cuásar no mostraba los efectos de la dilatación del tiempo, pero las muestras eran pequeñas y se observaron durante un período de tiempo mucho más corto. Al expandir drásticamente tanto el número de cuásares como la duración de las observaciones, los dos investigadores descubrieron que parecen parpadear en cámara lenta, en comparación con los cuásares más recientes.
“Estudios anteriores llevaron a la gente a preguntarse si los cuásares son realmente objetos cosmológicos, o incluso si la idea de expandir el espacio es correcta”, dice Lewis. “Sin embargo, con estos nuevos datos y análisis, hemos podido encontrar el escurridizo tictac de los cuásares y se comportan tal como predice la relatividad de Einstein”.
La investigación ha sido publicada en Nature Astronomy.
Fuente: Science Alert.
