Cuando el universo tenía solo mil millones de años, el tiempo transcurría hasta cinco veces más despacio que hoy. Así se desprende de los complicados “códigos del reloj del tiempo” de los cuásares que han sido descifrados por primera vez por los astrónomos. Tras observar 190 cuásares, parece que Einstein tenía razón.
Científicos australianos utilizaron los datos de un telescopio para observar en las profundidades del universo el comportamiento de cuásares lejanos. Un cuásar es un agujero negro supermasivo situado en el centro de una galaxia muy lejana y activa, que se comporta como un reloj. Estos gigantescos objetos espaciales tienen un disco a su alrededor que emite materia, luz y radiación, por lo que es extremadamente brillante.
El equipo analizó señales luminosas de distintas longitudes de onda, procedentes de un pasado lejano. Al hacerlo, demostraron una parte clave de la teoría general de la relatividad de Einstein, y mostraron cómo el universo y el tiempo se expanden en la práctica desde el Big Bang en adelante.
Todo es relativo
“Si retrocedemos en el tiempo hasta el momento en que el universo tenía solo 1000 millones de años, el tiempo transcurre cinco veces más despacio desde nuestro punto de vista”, explica el investigador principal, el profesor Geraint Lewis, de la Universidad de Sídney. “Si estuviéramos en el universo joven, para nuestros sentidos no pasaría nada, un segundo parecería un segundo. Pero si miras desde el presente y desde nuestra posición, más de 12 000 millones de años después, parece que el tiempo primitivo se ha ralentizado considerablemente”.
Antes todo se movía a cámara lenta
Lewis y su colega Brendon Brewer analizaron los datos de observación de casi doscientos cuásares, que en su día fueron los centros de las primeras galaxias. “Gracias a Einstein, sabemos que el tiempo y el espacio están entrelazados. Y que desde el principio de los tiempos, a partir de la singularidad del Big Bang, el universo se ha ido expandiendo. Esto significa que nuestras observaciones del universo primitivo deberían parecernos mucho más lentas que la velocidad a la que transcurre el tiempo hoy en día. En este estudio, nos remontamos hasta unos 1.000 millones de años después del Big Bang y pudimos determinar con gran precisión el cambio de velocidad relativa del tiempo”, afirma Lewis.
Investigaciones astronómicas anteriores ya habían demostrado que cuando el universo tenía solo la mitad de años que ahora, se movía a cámara lenta. Para ello, se utilizaron como “reloj estándar” las supernovas, es decir, el fenómeno por el que una estrella explota de forma espectacular emitiendo una enorme cantidad de luz. Pero, a pesar del brillo gigantesco de las supernovas, siguen siendo difíciles de observar a las distancias extremas necesarias para vislumbrar el universo primitivo. Ahora se está consiguiendo con los cuásares. De este modo, el horizonte temporal puede retrasarse hasta un 90 %.
“Las supernovas emiten un único destello de luz, lo que facilita su estudio. Los cuásares son más complejos, como si hubiera un gran espectáculo de fuegos artificiales”, explica el profesor Lewis. “Pudimos descifrar este espectáculo de fuegos artificiales y demostramos que los cuásares también pueden utilizarse como reloj estándar para estudiar el comportamiento del tiempo en el pasado lejano”.
Un reloj con la ayuda de cuásares
Los datos de los cuásares incluían dos décadas de señales luminosas. Combinando distintas longitudes de onda en verde, rojo e infrarrojo, los investigadores pudieron determinar un “tic-tac” normalizado del “reloj” de cada cuásar individual. Mediante análisis estadísticos, averiguaron la expansión precisa del universo, que podía deducirse del tic-tac de los cuásares. “Con estos fantásticos datos, conseguimos averiguar cómo funciona el reloj de cada cuásar. Esto nos permitió calcular la influencia del universo en expansión”, afirmó Lewis.
Einstein tenía razón
Los resultados confirman la teoría de Einstein de un universo en expansión, pero van en contra de estudios anteriores que no pudieron determinar una expansión del tiempo a través de cuásares distantes. “Estudios anteriores nos hicieron cuestionar si los cuásares son objetos espaciales reales. Incluso había dudas sobre toda la idea de un universo en expansión. Pero con estos nuevos datos y análisis, hemos conseguido despejar todas las dudas. Hemos descifrado el difícil de descifrar “espectáculo de fuegos artificiales” y ahora sabemos cómo “funcionan” los cuásares. Se comportan exactamente como predijo la teoría de la relatividad de Einstein”, concluye Lewis.