Quasar 'clocks' show the universe was five times slower soon after the Big Bang
Les "horloges" du quasar montrent que l'univers était cinq fois plus lent peu après le Big Bang
par l'Université de Sydney
Vue d'artiste du disque d'accrétion dans ULAS J1120+0641, un quasar très lointain alimenté par un trou noir supermassif d'une masse deux milliards de fois celle du Soleil. Crédit : ESO/M. Kornmesser
Les scientifiques ont pour la première fois observé l'univers primitif fonctionnant au ralenti extrême, révélant l'un des mystères de l'univers en expansion d'Einstein. La recherche est publiée dans Nature Astronomy.
La théorie générale de la relativité d'Einstein signifie que nous devrions observer l'univers lointain - et donc ancien - courir beaucoup plus lentement que de nos jours. Cependant, regarder aussi loin dans le temps s'est avéré insaisissable. Les scientifiques ont maintenant percé ce mystère en utilisant des quasars comme "horloges".
"En regardant en arrière à une époque où l'univers avait un peu plus d'un milliard d'années, nous voyons que le temps semble s'écouler cinq fois plus lentement", a déclaré l'auteur principal de l'étude, le professeur Geraint Lewis de l'École de physique et de l'Institut d'astronomie de Sydney au Université de Sidney.
"Si vous étiez là, dans cet univers naissant, une seconde semblerait être une seconde, mais de notre position, plus de 12 milliards d'années dans le futur, ce premier temps semble s'éterniser."
Le professeur Lewis et son collaborateur, le Dr Brendon Brewer de l'Université d'Auckland, ont utilisé les données observées de près de 200 quasars - des trous noirs supermassifs hyperactifs au centre des premières galaxies - pour analyser cette dilatation temporelle.
"Grâce à Einstein, nous savons que le temps et l'espace sont entrelacés et, depuis l'aube des temps dans la singularité du Big Bang, l'univers est en expansion", a déclaré le professeur Lewis.
"Cette expansion de l'espace signifie que nos observations de l'univers primitif devraient sembler beaucoup plus lentes que le temps qui s'écoule aujourd'hui.
"Dans cet article, nous avons établi cela jusqu'à environ un milliard d'années après le Big Bang."
Auparavant, les astronomes ont confirmé que cet univers au ralenti remonte à environ la moitié de l'âge de l'univers en utilisant des supernovae - des étoiles explosives massives - comme "horloges standard". Mais alors que les supernovae sont extrêmement brillantes, elles sont difficiles à observer aux immenses distances nécessaires pour scruter l'univers primitif.
En observant les quasars, cet horizon temporel a été ramené à seulement un dixième de l'âge de l'univers, confirmant que l'univers semble accélérer à mesure qu'il vieillit
professeur Lewis a déclaré: "Là où les supernovae agissent comme un seul éclair de lumière, ce qui les rend plus faciles à étudier, les quasars sont plus complexes, comme un feu d'artifice en cours.
"Ce que nous avons fait, c'est démêler ce feu d'artifice, montrant que les quasars peuvent également être utilisés comme marqueurs de temps standard pour l'univers primitif."
Professeur Geraint Lewis au Sydney Institute for Astronomy de la School of Physics de l'Université de Sydney. Crédit : Université de Sydney
Le professeur Lewis a travaillé avec l'astro-statisticien Dr Brewer pour examiner les détails de 190 quasars observés sur deux décennies. En combinant les observations prises à différentes couleurs (ou longueurs d'onde) - lumière verte, lumière rouge et dans l'infrarouge - ils ont pu normaliser le "tic-tac" de chaque quasar. Grâce à l'application de l'analyse bayésienne, ils ont trouvé l'expansion de l'univers imprimée sur le tic-tac de chaque quasar.
"Avec ces données exquises, nous avons pu tracer le tic-tac des horloges à quasar, révélant l'influence de l'expansion de l'espace", a déclaré le professeur Lewis.
Ces résultats confirment davantage l'image d'Einstein d'un univers en expansion, mais contrastent avec des études antérieures qui n'avaient pas réussi à identifier la dilatation temporelle des quasars distants.
"Ces études antérieures ont amené les gens à se demander si les quasars sont vraiment des objets cosmologiques, ou même si l'idée d'expansion de l'espace est correcte", a déclaré le professeur Lewis.
"Avec ces nouvelles données et analyses, cependant, nous avons pu trouver la tique insaisissable des quasars et ils se comportent exactement comme le prédit la relativité d'Einstein", a-t-il déclaré.
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COMMENTAIRES
Article interessant et qui utilise les donnée quasar pour conforter les resultats du prix Nobel PERLMUTTER sur l acceleration de l expansion apres 5 milliards d années apres le bigbang selon le modèle standard
Il faut rappeler que le concept de temps de durée et de flèche du temps n a de valeur que pour un univers einsteien de masse énergie ''stable '' ou métastable .Pour des modèles teels l épyroptique ou cyclique d uunivers il n a de valeur qu en perode de masses ''émergées'' ; pour le modèle stochastique le préunivers n est qu un chaos de cordes ,d ondes disparates jusqu 'à l émergencre d un synchronisme et l apparition de matière et de particulrs de masses dans un univers devenu quantique :voor theoie D MAREAU ....Dans la théorie ou c est l espace qui se "" contracte '' pour transormer son energie 'volumique''et faire émerger des formes locales denses de pré matière , puis de particules ,le temps émerge aussi en meme temps ...
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More information: Detection of the cosmological time dilation of high-redshift quasars, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-02029-2 , www.nature.com/articles/s41550-023-02029-2
Source data for this project is available at zenodo.org/record/5842449#.YipOg-jMJPY
Journal information: Nature Astronomy
Provided by University of Sydney
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