Τα ρολόγια quasar δείχνουν ότι το σύμπαν ήταν πέντε φορές πιο αργή σύντομα μετά το Big Bang
Χρησιμοποιώντας Quasars, εξαιρετικά φωτεινά αντικείμενα που τροφοδοτούνται από υπερμεγέθους μαύρες τρύπες, ως κοσμικά σημάδια, η ομάδα μετράει ακριβώς πόσο γρήγορα το σύμπαν επεκτάθηκε πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια. Διαπίστωσαν ότι σε αυτή την πρώιμη εποχή το σύμπαν ήταν περίπου πέντε φορές πιο αργό από ό, τι σήμερα. Αυτή είναι η πιο λεπτομερής εμφάνιση στο σύμπαν όταν ήταν μόνο περίπου 890 εκατομμύρια ετών.
Ο ρυθμός επέκτασης ή η σταθερά Hubble είναι ένα βασικό συστατικό για τη μέτρηση της ηλικίας και της εξέλιξης του σύμπαντος. Κάνοντας ακριβείς μετρήσεις της σταθεράς Hubble σε διαφορετικά χρονικά σημεία, οι αστρονόμοι μπορούν να μάθουν πώς ο ρυθμός επέκτασης έχει αλλάξει με την πάροδο του χρόνου και περιορίζει τις ιδιότητες του σύμπαντος, συμπεριλαμβανομένης της ποσότητας της φυσιολογικής ύλης, της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας.
Το νέο αποτέλεσμα επιβεβαιώνει τα μοντέλα που βασίζονται στην επικρατούσα κοσμολογική θεωρία του σύμπαντος, γνωστού ως μοντέλο Lambda Cold Dark Matter, το οποίο υποδηλώνει ότι περίπου το 70 % του σύμπαντος είναι σκοτεινή ενέργεια και 25 τοις εκατό σκοτεινή ύλη με μόνο περίπου πέντε τοις εκατό που αποτελείται από φυσιολογική ύλη.
Η ομάδα διευθύνθηκε από τον καθηγητή αστρονομίας και αστροφυσικής του Πανεπιστημίου του Οχάιο, Patrick Petitjean, μαζί με τον πρώην μεταδιδακτορικό του Οχάιο και τον τρέχοντα συνεργάτη του Enrico Fermi στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου, τον Jeffrey Cooke και τον Eso Astronomer στη Χιλή, τον Jean-Philippe Uzan.
Τα ευρήματα δημοσιεύονται στο τεύχος της 25ης Ιανουαρίου του περιοδικού Science.
Οι ερευνητές παρατήρησαν δύο πολύ απομακρυσμένα κβάζαρ πίσω από μαζικές ομάδες γαλαξιών με το φασματογράφο πολλαπλών αντικειμένων (DEIMOS) στο φασματογραφικό πολλαπλών αντικειμένων (DEIMOS) στο τηλεσκόπιο Keck II στη Χαβάη. Τα τεράστια βαρυτικά πεδία των συστάδων των γαλαξιών λυγίζουν και μεγεθύνουν το φως από μακρινά αντικείμενα πίσω από αυτά, ενεργώντας σαν γιγαντιαίες φακοί που επιτρέπουν στους αστρονόμους να βλέπουν πιο μακρινά αντικείμενα.
Αυτή η συγκεκριμένη τεχνική, γνωστή ως ισχυρός βαρυτικός φακός, παρέχει φυσικά τηλεσκόπια που μεγεθύνουν το φόντο quasars, καθιστώντας δυνατή τους αστρονόμους να μετρήσουν τις μικροσκοπικές μετατοπίσεις στο φως των κβάζαρς που προκαλείται από την επέκταση του σύμπαντος μεταξύ των δύο, εξαιρετικά απομακρυσμένων αντικειμένων.
Η μεγέθυνση που οφείλεται στον βαρυτικό φακό επέτρεψε στους αστρονόμους να ανιχνεύσουν τις διακυμάνσεις των φωτός που συνέβησαν σε πολύ σύντομες χρονικές περιόδους, επιτρέποντάς τους να μετρήσουν αποτελεσματικά τον ρυθμό επέκτασης του σύμπαντος σε λίγες μόνο δεκάδες εκατομμύρια χρόνια.
"Αυτή είναι σήμερα η πιο ακριβής μέτρηση του ποσοστού επέκτασης του σύμπαντος που έγινε ποτέ", δήλωσε ο Cooke, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης τώρα στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο. "Έπρεπε να χρησιμοποιήσουμε Quasars που μεγεθύνονται από φακούς βαρύτητας για να λάβουμε ένα σημαντικό σήμα."
"Οι βαρυτικοί φακοί καθιστούν δυνατή τη χρήση κβάζαρ ως ηγεμόνες για τη μέτρηση της απόστασης μεταξύ δύο σημείων στο σύμπαν που χωρίζονται από αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια", δήλωσε ο Petitjean. "Αυτός ο κοσμικός κυβερνήτης μας επιτρέπει να μετρήσουμε με ακρίβεια το ποσοστό επέκτασης του σύμπαντος, παρέχοντας περιορισμούς στα πιο μυστηριώδη συστατικά του σύμπαντος:σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια".
Πρόσθεσε ότι είναι τυχεροί, υπάρχουν συστάδες προσκηνίου μεταξύ των κβάζαρς και εμάς, καθώς αυτή η βαρυτική παραμόρφωση επέτρεψε στην ομάδα να μετρήσει το ποσοστό επέκτασης σε πολύ πρώιμη περίοδο του σύμπαντος.
Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει να κάνει παρόμοιες παρατηρήσεις για να παρέχει ακόμη πιο ακριβείς μετρήσεις του τρόπου με τον οποίο ο ρυθμός επέκτασης του σύμπαντος έχει εξελιχθεί με την πάροδο του χρόνου. Αυτές οι παρατηρήσεις θα βοηθήσουν τους αστρονόμους να περιορίσουν περαιτέρω τα μοντέλα για την εξέλιξη του σύμπαντος και να καθορίσουν τη φύση των μυστηριωδών ουσιών που διαπερνούν μεγάλο μέρος του κόσμου που παραμένουν ανιχνεύσιμες από τα τηλεσκόπια.
