凶猛的黑洞揭示了早期宇宙的“时间膨胀”

温网讯，时间是一个难以捉摸的东西，物理学家阿尔伯特·爱因斯坦和虚构的时间旅行者神秘博士等深刻的思想家都清楚地理解这一点。后者在英国科幻系列剧2007年的一集中，准确地将时间描述为“摇摆不定”。

周一，科学家们在一项研究中再次提出了这一观点，该研究利用对一类名为类星体的凶猛黑洞的观测来证明早期宇宙中的“时间膨胀”，表明当时的时间流逝速度仅为今天的五分之一左右。这些观测可以追溯到大约123亿年前，当时宇宙的年龄大约是现在年龄的十分之一。

类星体是宇宙中最亮的物体之一，在研究中被用作“时钟”来测量遥远过去的时间。类星体是极其活跃的超大质量黑洞，其质量是太阳的数百万至数十亿倍，通常位于星系中心。它们吞噬由巨大引力吸引的物质，并释放出包括高能粒子流在内的辐射洪流，同时发光的物质盘在它们周围旋转。

研究人员使用了宇宙中190个类星体的亮度观测数据，这些类星体的历史可以追溯到宇宙大爆炸事件发生后约15亿年。他们将这些类星体在不同波长下的亮度与当今存在的类星体的亮度进行了比较，发现当今特定时间内发生的某些波动在最古老的类星体中慢了五倍。

爱因斯坦在他的广义相对论中表明，时间和空间是交织在一起的，自大爆炸以来，宇宙一直在向各个方向向外膨胀。

澳大利亚悉尼大学的天体物理学家杰兰特·刘易斯（GeraintLewis）是发表在《自然天文学》杂志上的这项研究的主要作者，他表示，这种持续的膨胀解释了宇宙历史早期相对于今天的时间流动为何缓慢的原因。

并不是一切都是慢动作。如果你能回到那个时候，一秒钟对你来说仍然感觉像一秒钟。但以今天的人的角度来看，以前的一秒钟现在会在五秒钟内展开。

“在现代物理学中，时间是一件复杂的事情，”刘易斯说。“博士说得对，那个时间最好被描述为‘摇摇晃晃、时间紧迫的东西’。”这意味着我们并不真正了解时间及其局限性，并且仍然不排除某些事情：时间旅行、曲速驱动器等。未来可能会非常令人兴奋，但也可能不是。”

通过观察遥远的物体，科学家们可以回溯过去，因为光在太空中传播需要很长时间。

此前，科学家根据对称为超新星的恒星爆炸的观测，记录了大约70亿年前的时间膨胀。他们已经知道今天的超新星变亮和褪色所需的时间，他们研究了过去的这些爆炸——那些距离地球很远的爆炸——发现这些事件的发生速度比我们的时间角度慢。

在一定距离之外无法看到单个恒星的爆炸，这限制了它们在研究早期宇宙中的应用。类星体非常明亮，可以追溯到宇宙的婴儿阶段。

“随着时间的推移，观测到的是类星体的亮度。这种上下波动是围绕黑洞以接近光速旋转的物质盘中许多复杂的物理作用的结果。这种亮度的变化不仅仅是明亮、褪色。，明亮，褪色。它看起来更像股票市场，对长期变化有小规模的不安，并有一些剧烈的波动，”刘易斯说。

“光变化的统计特性包含一个时间尺度——波动具有特定统计特性的典型时间。我们用它来设置每个类星体的滴答声，”刘易斯补充道。