ابرنواخترها پیش‌بینی اینشتین از اتساع زمان را تایید می‌کنند

اتساع زمان کیهانی از دیرباز پیش شناخته شده، اما اندازه‌گیری آن کاری دشوار است. برخی از بهترین تلاش‌ها، به زمان‌بندی انفجارهای پرتوی گاما اختصاص یافته‌اند؛ جرقه‌های درخشانی از انرژی که در جهان دیده می‌شوند یا اختروش‌ها که مناطق درخشان و داغ مواد چرخان اطراف سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم هستند. سال گذشته، لویس از تعداد تقریبی ۲۰۰ اختروش برای بررسی اتساع زمان کیهانی استفاده کرد و تقریبا توانست رابطه‌ی دقیق 1+z را در عمل ببیند، اما این بررسی با ابهامات زیادی همراه بود. پروژه‌ی وایت از مجموعه‌ی بزرگ‌تری از ابرنواختر‌ها استفاده کرده که پیش‌بینی‌پذیرتر از اختروش‌ها هستند و امکان اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر را می‌دهند.

ابرنواخترهای 1a صرف‌نظر از اینکه به کدام نقطه از جهان نگاه کنیم، رویدادهای یکسانی هستند. تمام این ابرنواخترها حاصل انفجار ستاره‌های کوتوله‌ی سفید هستند که معمولا تقریبا صرف‌نظر از موقعیت در جرم یکسانی رخ می‌دهند.

ثبات ابرنواخترهای نوع 1a در کل جهان مشاهده‌پذیر، باعث می‌شود به نمونه‌های خوبی برای بررسی اتساع زمان تبدیل شوند. پژوهش وایت با استفاده از ۱۵۰۴ ابرنواختر DES با دقت چشمگیری نشان می‌دهد که این همبستگی تا انتقال به سرخ ۱٫۲ صادق است، یعنی زمانی که جهان تنها ۵ میلیارد سال داشت. وایت می‌افزاید:

بیشتر بخوانید: شخصی روی بورد رزبری پای، خنک‌کننده مایع نصب کرده است؛ چرا که نه!

این دقیق‌ترین اندازه‌گیری اتساع زمان کیهانی است که تاکنون به دست آمده و تا هفت برابر دقیق‌تر از اندازه‌گیری‌های قبلی اتساع زمان است که از تعداد کمتری از ابرنواخترها استفاده می‌کردند.

به گفته‌ی آمیتش سینگ از دانشگاه می‌سی‌سی‌پی، نتایج پژوهش بسیار تأثیرگذار هستند؛ چرا که اندازه‌گیری اتساع زمان یکی از مستقیم‌ترین شواهد انبساط جهان به شمار می‌رود.

اتساع زمان معماهای جالبی را به وجود می‌آورد. اخیرا تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا، ابرنواخترهایی را در کیهان دوردست آشکار کرد که یکی از آن‌ها از نوع 1a با انتقال به سرخ ۲٫۹ یا ۲ میلیارد سال پس از بیگ‌بنگ است. این جرم دوردست‌ترین ابرنواختری محسوب می‌شود که تاکنون رصد شده است. اوری فاکس، ستاره‌شناس مؤسسه‌ی علوم تلسکوپ فضایی می‌گوید به دلیل اتساع زمان، در انتقال به سرخ ۲، زمان در سه ضرب می‌شود؛ بنابراین رویدادهایی در انتقال به سرخ ۲ در نهایت ۹ ماه تا یک سال از دید ناظر زمینی دوام می‌آورند.

اما در انتقال‌به سرخ‌های بالاتر، حتی می‌توان درباره‌ی مقیاس زمانی سالانه صحبت کرد. در نتیجه ابرنواخترها در جهان آغازین به سختی دیده می‌شوند؛ زیرا ستاره‌شناس‌ها آن‌ها را هنگام مقایسه‌ی تصاویر قبل و بعد کهکشان‌های میزبان احتمالی ابرنواختر جستجو می‌کنند. برای مثال، وقتی انتقال به سرخ ۱۰ باشد، دیدن خاموش و روشن شدن یک ابرنواختر حداقل ۴ سال به طول می‌انجامد.

تمرکز بررسی انرژی تاریک (DES) بر ابرنواخترها در همین‌جا به پایان می‌رسد؛ بنابراین تا زمان دریافت داده‌های جدید، بعید است اندازه‌گیری‌های وایت از اتساع زمان کیهانی شکست بخورند. به این ترتیب یکی از بهترین نظریه‌ها که جهان را در مقیاس بزرگ توصیف می‌کند، صحیح است؛ اما به‌گفته‌‌ی دیویس بدین معنی نیست که نباید آن را بررسی کنیم. نظریه‌ی اینشتین یکی از فرضیاتی است که جهان ما را توصیف می‌کند. نمی‌توانیم صرفا به آن بسنده کنیم و هیچ کاری انجام ندهیم، بلکه باید فرضیاتمان را آزمایش کنیم.