Por causa de um efeito peculiar que a velocidade tem na aparência da passagem do tempo, nossas observações fazem parecer que o tempo corria mais devagar quando o Universo era apenas um bebê.
Pelo menos é assim que parece para nós, em um tempo de viagem leve de quase 13 bilhões de anos. Isso é chamado de dilatação do tempo, e o astrofísico Geraint Lewis, da Universidade de Sydney, na Austrália, e o estatístico Brendon Brewer, da Universidade de Auckland, viram isso no início do Universo pela primeira vez, estudando as flutuações de galáxias brilhantes chamadas galáxias quasares durante o Amanhecer Cósmico.
Eles descobriram que, devido à expansão acelerada do Universo, vemos essas flutuações se desenrolarem a uma taxa cinco vezes mais lenta do que se estivessem ocorrendo nas proximidades.
É a dilatação do tempo mais distante que já vimos em ação e resolve vários problemas. Isso mostra que os quasares são consistentes com o efeito sobre vastos abismos de espaço-tempo, o que significa que eles não apenas estão de acordo com o modelo padrão da cosmologia, mas também podemos levar em consideração a dilatação do tempo nos estudos de seu comportamento.
“Olhando para uma época em que o Universo tinha pouco mais de um bilhão de anos, vemos o tempo parecendo fluir cinco vezes mais devagar”, explica Lewis.
“Se você estivesse lá, neste universo infantil, um segundo pareceria um segundo – mas de nossa posição, mais de 12 bilhões de anos no futuro, esse tempo inicial parece se arrastar.”
Embora não seja realmente perceptível em nosso dia-a-dia, o espaço e o tempo no Universo estão inextricavelmente ligados. É assim que podemos ver a expansão acelerada do Universo. A luz de distâncias muito maiores se estende à medida que o espaço se expande, mudando para comprimentos de onda mais longos e vermelhos quanto maior a distância da fonte.
Esse efeito é chamado de efeito Doppler e também pode ser experimentado aqui na Terra. Pense em como o som da sirene de uma ambulância parece se estender enquanto a ambulância se afasta de você.
Nessa analogia, a ambulância se torna uma galáxia distante e a luz é a sirene. Na fonte a emissão é normal, mas do nosso ponto de vista fica toda esticada.
Algo semelhante deveria – e acontece – acontecer com o tempo, como vimos em explosões de supernovas a meio caminho do Universo observável.
O tempo passa normalmente para nós. Para alguém perto da explosão da supernova, o tempo também pareceria passar normalmente. Mas por causa da velocidade relativa entre os dois pontos, a supernova parece, para nós, ocorrer em câmera lenta.
Prevê-se que os quasares no início do Universo devem mostrar um efeito semelhante, mas são tipos diferentes de objetos de supernovas. Galáxias quasares são aquelas que têm um buraco negro supermassivo alimentando-se ativamente em seu centro. O processo de alimentação produz uma grande quantidade de luz à medida que o material ao redor do buraco negro se aquece, piscando com turbulência.
“Onde as supernovas agem como um único flash de luz, tornando-as mais fáceis de estudar, os quasares são mais complexos, como uma exibição de fogos de artifício em andamento”, diz Lewis. “O que fizemos foi desvendar essa exibição de fogos de artifício, mostrando que os quasares também podem ser usados como marcadores padrão de tempo para o início do Universo”.
Lewis e Brewer estudaram uma amostra de 190 quasares entre 2,45 e 12,17 bilhões de anos atrás (o Big Bang ocorreu 13,8 bilhões de anos atrás), com dados em uma variedade de comprimentos de onda coletados em um período de duas décadas. Eles tiveram cerca de 200 observações para cada quasar, permitindo reconstruções detalhadas de suas flutuações.
Anteriormente, os cientistas pensavam que a variabilidade do quasar não mostrava os efeitos da dilatação do tempo, mas as amostras eram pequenas e observadas em um período de tempo muito mais curto.
Ao expandir drasticamente o número de quasares e a duração das observações, os dois pesquisadores descobriram que eles parecem piscar em câmera lenta, em comparação com os quasares mais recentes.
“Estudos anteriores levaram as pessoas a questionar se os quasares são realmente objetos cosmológicos, ou mesmo se a ideia de expansão do espaço é correta”, diz Lewis. “Com esses novos dados e análises, no entanto, conseguimos encontrar o indescritível tique-taque dos quasares e eles se comportam exatamente como prevê a relatividade de Einstein.”
A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.
Por Michelle Starr
Publicado no ScienceAlert
