宇宙の初期段階では時間の流れが5倍遅かった

[広告_1]

専門家はクエーサーを「時計」として初めて利用し、宇宙の時間の遅れを測定し、アインシュタインの正しさを確認した。

宇宙で最も明るい天体とされるクエーサーのイラスト。写真：NOIRLab/NSF/AURA/J. Da Silva — 宇宙で最も明るい天体とされるクエーサーのイラスト。写真： *NOIRLab/NSF/AURA/J. Da Silva*

科学者らは7月3日、初期宇宙では時間の流れが現在の5倍も遅かったようだと発表した。この奇妙な現象を確認するため、クエーサーを「時計」として利用したのは今回が初めてだ。

シドニー大学の天体物理学者で、ネイチャー・アストロノミー誌に掲載された新しい研究論文の主著者であるジェラント・ルイス氏によると、アインシュタインの相対性理論では、宇宙は膨張しているので、人類は遠くの宇宙がゆっくりと動いているのを見るはずだと予測しているという。

宇宙の年齢は約138億年と考えられています。研究者たちはこれまで、超新星（非常に明るい恒星の爆発）の観測を「宇宙時計」として用い、宇宙の年齢が現在の半分だった頃は時間の流れが2倍遅かったことを示してきました。

超新星よりもさらに明るいクエーサーを用いて宇宙の歴史をより深く探る新たな研究により、宇宙を創った爆発であるビッグバンから10億年以上経った現在、時間の流れは現在よりもわずか5分の1の速さになっていることが明らかになった。この現象は「宇宙時間の遅れ」と呼ばれている。

宇宙の時間の遅れを測定するため、ルイス氏とオークランド大学の統計学者ブレンドン・ブリューワー氏は、20年間にわたって収集された190個のクエーサーのデータを分析した。クエーサーは、遠方銀河の中心にある超大質量ブラックホールが周囲の物質を飲み込み、強烈な放射線を放出することで形成される。ルイス氏によると、クエーサーは宇宙で最も明るく強力な天体と考えられており、宇宙の地図を描く上で有用な「ビーコン」となるという。

しかし、クエーサーを「宇宙時計」に応用するのは超新星よりもはるかに難しい。クエーサーを用いて時間の遅れを測定しようとするこれまでの試みは数多く失敗し、奇妙な結論に至ったとルイス氏は述べた。今回の研究は、物事を客観的に捉え直す助けとなり、アインシュタインの予測が正しかったことを裏付けるものだ。

ルイス氏によると、彼らが成功したのはクエーサーに関するデータが豊富だったからだ。ランダム性の統計的理解における近年の進歩も役立った。

クエーサーを測定可能な時間計測器にするために、研究チームはブラックホールが物質を飲み込む際に生じる混沌とした爆発を理解する必要がありました。ルイス氏はこれを花火大会に例えました。花火大会では、光の閃光はランダムに見えますが、実際には様々な要素がそれぞれの時間スケールで明るくなったり暗くなったりしているのです。「私たちはこの花火大会の謎を解き明かし、クエーサーが初期宇宙の標準的な時間指標としても使えることを示しました」とルイス氏は述べました。

トゥー・タオ（ AFP通信によると）

[広告2]
ソースリンク