Im frühen Universum scheint die Zeit 5-mal langsamer abzulaufen

Das frühe Universum lief – zumindest aus unserer Perspektive - in Zeitlupe ab. Bisher war das nur eine Theorie. Eine neue Methode der Universität Sidney nutzt nun Quasare als „Uhren“, um die Zeit so weit in der Vergangenheit zu messen.

Quasare sind sehr energiereiche, aktive Galaxiekerne. Sie bestehen aus einer rotierenden, leuchtenden Scheibe aus Materie, die von einem supermassereichen Schwarzen Loch im Zentrum angezogen wird. Die beiden Forscher nutzen die Daten von 190 solcher Quasare für ihre Beobachtungen.

Zeitdilatation nach Einstein 

„Schaut man zurück in eine Zeit als das Universum knapp über eine Milliarde Jahre alt war, scheint die Zeit 5-fach langsamer zu laufen“, sagt Studienleiter Geraint Lewis in einem Statement. Basis dieser Beobachtung ist die Zeitdilatation nach Einsteins Relativitätstheorie.

Sie beschreibt, dass die Zeit für Objekte (hier Quasare) - und ihre Betrachter*innen (Erde) unterschiedlich läuft. Je schneller sich Quasare bewegen, desto langsamer schreitet ihre Zeit relativ zur Erde voran. Wir wissen, dass die Expansionsrate des Universums immer schneller wird, weshalb Objekte von der Erde aus gesehen zunehmend langsamer werden, je weiter sie entfernt sind. 

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12 Milliarden Jahre in die Vergangenheit blicken

Hätten die Quasare eine Uhr, würde diese immer gleich ticken, eine Sekunde wäre eine Sekunde. Von der Erde aus gesehen verläuft die Zeit dort aber deutlich langsamer, da wir ungefähr 12 Milliarden Jahre später darauf blicken, so die Forscher. 

So weit in der Vergangenheit konnte Zeitdilatation bisher noch nie beobachtet werden. Für uns als Beobachter*innen von der Erde aus läuft dort alles in extremer Zeitlupe ab. Bisher nutzte man Supernovae als „Uhren“, da diese Events nur als einzelnes Aufleuchten sichtbar sind. Mit ihnen konnte man aber nur bis zur Hälfte des Universums blicken.

"Wir haben ein Feuerwerk entwirrt"

„Quasare sind komplexer, so wie ein ewiges Feuerwerk. Wir haben dieses Feuerwerk entwirrt“, erklärt Lewis. Die 190 beobachteten Quasare befinden sich zwischen 2,45 und 12,17 Milliarden Jahre in der Vergangenheit. Die Daten dazu wurden über 20 Jahre lang gesammelt. Jeder Quasar wurde über 200-mal in verschiedenen Wellenlängen beobachtet. Dabei wurde ein „Flackern“ beobachtet, das langsamer wird, desto weiter die Quasare entfernt sind.

Die Ergebnisse, die im Fachmagazin Nature Astronomy erschienen sind, beweisen, dass Quasare von Zeitdilatation betroffen sind. „In früheren Studien wurde angezweifelt, dass Quasare kosmologische Objekte sind oder sogar, ob die Idee des sich ausbreitenden Universums stimmt“, so Lewis. Mit ihrem Nachweis konnten sie zeigen, dass Quasare Einsteins Relativitätstheorie unterstehen und sich das Universum so ausbreitet, wie er es beschrieben hat.