Le osservazioni dei quasar hanno mostrato un effetto previsto da Albert Einstein nella sua relatività generale. L’espansione dello spazio-tempo fa sì che il tempo nel giovane universo passi 5 volte più lentamente per osservatori distanti.
Albert Einstein rese popolare l’idea del matematico Hermann Minkowski secondo cui l’universo ha una dimensione temporale. Nei suoi studi, l’universo sarebbe composto da un tessuto chiamato spazio-tempo che contiene le 3 dimensioni spaziali che conosciamo e un’ulteriore dimensione temporale.
Einstein ha anche dimostrato che lo spazio-tempo può essere distorto e che entrambi sono relativi a seconda della loro posizione e velocità. Abbiamo già osservato che, a causa della distorsione che la massa terrestre provoca nello spazio-tempo, il tempo sulla superficie scorre diversamente dal tempo sui satelliti.
Ciò era già previsto a causa dell’espansione dell’universo stesso. Lo spazio-tempo è allungato da ciò che chiamiamo energia oscura e sono previsti effetti simili. Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature ha scoperto che questo fenomeno fa passare il tempo più lentamente nell’universo primordiale.
Il tempo è relativo
La relatività generale dice che il tempo è relativo, cioè il modo in cui il tempo passa è relativo a seconda della velocità e della posizione in cui ci si trova nell’universo. Questo è qualcosa che è evidente anche sulla superficie della Terra.
I satelliti GPS hanno correzioni relativistiche perché sono soggetti agli effetti della distorsione spazio-temporale causata dalla massa della Terra.
Più sei vicino a un oggetto massiccio, più il tempo scorre lentamente rispetto a un punto situato ad una distanza maggiore. Tuttavia, per un osservatore locale, il tempo passa normalmente. Vediamo questo effetto nel famoso film “Interstellar”.
La relatività del tempo nel film Interstellar
In questo film c’è una scena in cui gli astronauti Cooper e Amelia visitano per alcune ore un pianeta vicino a un buco nero supermassiccio. Il buco nero è una regione di estrema distorsione e gli effetti sono intensificati ai suoi margini. Nel film Interstellar (2014) puoi vedere come si verifica l’effetto di dilatazione dovuto alla distorsione dello spazio-tempo. Credito: Warner Bros. / Christopher Nolan.
Quando tornano sulla nave che si trovava nel punto più lontano del pianeta, trovano l’astronauta Romilly in età avanzata. La dilatazione temporale diventa a questo punto esplicita: il tempo è trascorso normalmente per Cooper e Amelia; tuttavia, tornando alla nave, si rendono conto che il tempo era passato più lentamente per loro.
Dilatazione del tempo nell’universo
Sappiamo che l’universo si sta espandendo. Ciò significa che lo spazio-tempo si allunga, una forma di distorsione, quindi si prevede che si verifichi una dilatazione del tempo chiamata dilatazione del tempo cosmologico.
L’idea è che per noi osservatori esterni, guardando indietro nel tempo, vediamo le cose come se fossero al rallentatore e il tempo stesse rallentando.
Se fossimo lì, il tempo passerebbe normalmente, proprio come hanno fatto Cooper e Amelia in Interstellar. Ma rispetto a noi osservatori esterni, il tempo scorre più lentamente nel passato.
Quasar
I quasar sono buchi neri supermassicci al centro delle galassie che si alimentano a un ritmo molto elevato. Erano comuni quando l’universo era più giovane e possiamo osservarli oggi. Quando un buco nero è alimentato, il materiale che lo circonda si illumina e possiamo rilevare quel bagliore. I modelli fisici possono spiegare cosa succede al materiale quando si accumula. I ricercatori autori dello studio hanno esaminato i quasar da quando l’universo aveva solo un miliardo di anni.
L’universo a camera lenta
Quando si rilevavano questi quasar, era come se i segnali impiegassero molto tempo ad arrivare, quasi come se l’oggetto fosse al rallentatore. Se aggiungiamo questo al redshift causato – cioè la lunghezza d’onda spostata verso il rosso – i ricercatori hanno concluso che il tempo passava più lentamente.
Nello studio quantificano anche che il tempo passerebbe cinque volte più lentamente se lo osservassimo, cioè in rapporto all’ora odierna. Queste informazioni potrebbero darci ulteriori prove dell’espansione dell’universo e un passo verso ciò che sta causando questa espansione.
Fonte: https://www.ilmeteo.net