전문가들은 퀘이사를 "시계"로 사용하여 최초로 우주의 시간 지연을 측정하고 아인슈타인이 옳았음을 확인했습니다.
우주에서 가장 밝은 천체로 여겨지는 퀘이사의 그림. 사진: NOIRLab/NSF/AURA/J. Da Silva
과학자들은 7월 3일, 초기 우주의 시간이 오늘날보다 5배 더 느리게 흐른 것으로 보인다고 밝혔습니다 . 이 이상한 현상을 확인하기 위해 퀘이사를 "시계"로 사용한 것은 이번이 처음입니다.
시드니 대학의 천체물리학자이자 Nature Astronomy 저널에 게재된 새로운 연구의 주저자인 게라인트 루이스에 따르면, 아인슈타인의 상대성 이론은 우주가 팽창하고 있기 때문에 인간은 먼 우주가 느리게 움직이는 것을 보아야 한다고 예측합니다.
우주의 나이는 약 138억 년으로 추정됩니다. 연구자들은 이전에 초신성(매우 밝은 별의 폭발) 관측을 "우주 시계"로 사용하여 우주가 현재 나이의 절반이었을 때 시간이 두 배 더 느리게 흘렀음을 보여주었습니다.
초신성보다 훨씬 밝은 퀘이사를 이용하여 우주의 역사를 더 깊이 들여다보는 새로운 연구에 따르면, 우주를 창조한 폭발인 빅뱅 이후 10억 년이 지난 지금, 시간은 지금보다 5분의 1 정도만 빠르게 움직이는 것으로 나타났습니다. 이러한 현상을 우주 시간 팽창이라고 합니다.
우주의 시간 지연을 측정하기 위해 루이스와 오클랜드 대학교 통계학자 브렌든 브루어는 20년에 걸쳐 수집된 190개의 퀘이사 데이터를 분석했습니다. 퀘이사는 먼 은하 중심의 초대질량 블랙홀이 주변 물질을 집어삼키고 강렬한 복사를 방출할 때 형성됩니다. 루이스는 퀘이사가 우주에서 가장 밝고 강력한 천체로 여겨지기 때문에 우주의 지도를 그리는 데 유용한 "신호"라고 말했습니다.
하지만 퀘이사를 "우주 시계"로 만드는 것은 초신성보다 훨씬 어렵습니다. 루이스는 퀘이사를 이용하여 시간 지연을 측정하려는 이전의 많은 시도가 실패하여 이상한 결론에 도달했다고 말했습니다. 이번 새로운 연구는 상황을 객관적으로 바라보는 데 도움이 되며, 아인슈타인이 옳았음을 확인해 줍니다.
루이스에 따르면, 그들이 성공할 수 있었던 것은 퀘이사에 대한 더 많은 데이터를 확보했기 때문이라고 합니다. 최근 무작위성에 대한 통계적 이해가 발전한 것도 도움이 되었습니다.
퀘이사를 측정 가능한 시간 시계로 만들기 위해 연구팀은 블랙홀이 물질을 집어삼킬 때 발생하는 혼란스러운 폭발을 이해해야 했습니다. 루이스는 이를 불꽃놀이에 비유했습니다. 불꽃놀이에서는 빛이 무작위로 번쩍이는 것처럼 보이지만 실제로는 서로 다른 원소들이 각자의 시간 척도에 따라 밝아지고 어두워지는 현상입니다. 루이스는 "이 불꽃놀이의 신비를 풀어, 퀘이사가 초기 우주의 표준 시간 표시기로도 사용될 수 있음을 보여주었습니다."라고 말했습니다.
투 타오 ( AFP 에 따르면)
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