科學家對黑洞研究發現早期宇宙的時間流逝速度只有今天的五分之一
時間是一個難以捉摸的東西，正如物理學家愛因斯坦和英國廣播公司整一套科幻電視劇《超時空奇俠》（Dr. Who）所深刻理解的那樣，將時間形容得非常貼切，稱其為「搖擺不定」。
一組以澳洲雪梨大學的天體物理學家傑瑞特·劉易斯（Geraint Lewis）為首的硏究團隊昨日（7月4日）公佈一項新的研究結果，發現利用一種稱為類星體（quasars）的觀測數據，證明早期宇宙中的「時間膨脹」（time dilation）現象，顯示當時的時間流逝速度僅為今天的五分之一。這些觀測可以追溯到大約123億年前，當時宇宙年齡僅為現在的十分之一左右。
類星體是宇宙中最亮的天體之一，它用作研究中的「時鐘」來測量遙遠過去的時間。類星體是極為活躍的超大質量黑洞，質量為我們的太陽的百萬至十億倍，通常位於星系的中心。它們的巨大重力吞噬靠近的物質，並釋放出包括高能粒子噴流在內的輻射，同時旋轉的物質圓盤環繞它們發光。
研究人員使用觀測到的距今大約15億年的宇宙大爆炸事件後的190個類星體的亮度數據，將這些類星體在不同波長的亮度與現今存在的類星體的亮度進行比較，發現在最古老的類星體中，某些在今天特定時間內發生的波動當時的速度的五倍。
愛因斯坦在他的廣義相對論中指出，時間與空間是相互交織的，自從宇宙大爆炸以來，宇宙一直在朝所有方向擴張，劉易斯表示，這種持續擴張解釋了為什麼早期宇宙中的時間相對於今天流逝得更慢。
這並不是說一切都在慢動作中進行。如果你能傳送回那個時代，一秒鐘對你來說仍然感覺像是一秒鐘。但從今天的人的角度來看，那時的一秒鐘相當於現在的五秒鐘。
劉易斯說：「在現代物理學中，時間是一個複雜的事物。超時空奇俠說得對，時間最好描述為『搖擺不定，時光交錯的東西』。這意味著我們尚未真正理解時間及其局限，一些事物仍未排除：時間旅行，曲速驅動等。未來可能會非常令人興奮，儘管也許不是那麼容易。」
科學家觀察遙遠的天體，由於光在空間中傳播所需的時間，可以使我們看到過去的時間。
科學家之前已經記錄了大約70億年前的時間膨脹現象，這是基於對恆星爆炸（即超新星）的觀測。他們已經知道今天的超新星變亮和變暗所需的時間，因此研究過去那些距離地球很遠的爆炸事件，從我們的時間角度來看，這些事件當時進展得更緩慢。
單個恆星的爆炸無法在一定距離之外觀察到，因此無法用於研究早期宇宙。類星體非常亮，可以觀察到宇宙的嬰兒時期。
劉易斯說：「隨著時間的過去，觀測到的是類星體的亮度。亮度上下波動，這是由於在黑洞周圍幾乎以光速旋轉的物質盤中的許多複雜物理作用所造成的。亮度的變化並不僅僅是變亮、變暗、變亮、變暗。它更像股票市場，有小幅波動，並在長期變化中出現一些劇烈波動。」
他補充道：「光波動的統計特性包含一個時間尺度，波動具有特定統計特性的典型時間。正是這個時間尺度，我們用來設定每個類星體的計時。」
【圖：雪梨大學說明影片中的截圖；文：節譯澳洲雪梨大學2023年7月4日新聞公佈】 研究全文刊登在2023年7月3日出版的《自然-天文學》期刊；標題是：Detection of the cosmological time dilation of high-redshift quasars
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