Чи плив час інакше одразу після Великого вибуху

Одразу після Великого вибуху Всесвіт був щільнішим за будь-який об’єкт, що існує сьогодні. Здавалося б, така гравітація мала б уповільнювати час. Але перевірити це неможливо, і ось чому.

Художнє зображення щільної плазми одразу після Великого вибуху
Художнє уявлення про стан Всесвіту одразу після Великого вибуху: щільна плазма, частинки якої рухаються зі швидкістю, близькою до світлової. Джерело: astronomy.com

Нейтронні зорі як підказка

Ми знаємо, що гравітація справді впливає на перебіг часу. Нейтронна зоря містить масу, удвічі більшу за сонячну. Вона настільки велика, що викривляє навколишній простір-час, і він поруч із нею тече в 1,9 раза повільніше, ніж на Землі. 

Але це уповільнення вимірюється відносно: потрібен сторонній годинник — там, де гравітація слабка і простір-час не викривлений.

Власний час і відносність вимірювання

У фізиці є поняття власного часу: кожен об’єкт фіксує лише ту тривалість подій, яка спливає вздовж його траєкторії у Всесвіті. 

Космос для кожного

Магазин від Universe Space Tech

Журнал №3 (178) 2020

До товару

Якщо летіти до найближчої зорі на швидкості, близькій до світлової, на борту пройдуть лічені секунди, тоді як на Землі мине 4,3 року. Жоден із цих годинників не помиляється — вони просто фіксують неоднакові інтервали для окремих траєкторій.

Одразу після Великого вибуху весь Всесвіт являв собою щільну плазму, а кожна частинка рухалася зі швидкістю, близькою до світлової. Кожна відраховувала власний час уздовж своєї заплутаної траєкторії в цьому хаосі. 

Не існувало жодного «зовнішнього» місця — далекого, спокійного, з непорушеним простором-часом, — де міг би стояти еталонний годинник для порівняння.

Різниця без точки відліку

Поруч із нейтронною зорею два годинники, розташовані в різних ділянках гравітаційного поля, теж ідуть по-різному, і цю різницю можна зафіксувати.

У перші миті після Великого вибуху подібний диференційний ефект існував, але гравітаційне поле змінювалося настільки стрімко, що порівняти власний час окремих частинок було б неможливо навіть теоретично. Відсутність зовнішнього еталона робить таку перевірку нездійсненною.

Для нас, на Землі, Великий вибух стався 13,8 млрд років тому. Для гіпотетичної частинки одразу після нього минуло лише 10⁻¹⁵ секунди власного часу. Обидва числа правильні, просто кожне зі своєї точки відліку.

Джерело: astronomy.com

Новини інших медіа
У Чумацькому Шляху виявили найпотужніший природний прискорювач частинок
Blue Origin виявили справжню причину вибуху ракети New Glenn
Надмасивна чорна діра-утікачка допомогає зрозуміти стародавнє злиття
Астробіолог побачив у бактеріях з чистих кімнат NASA несподівану користь
Що Spirit насправді бачив у ґрунті кратера Гусєва
Зодіакальний пил інших систем може завадити пошуку життя у Всесвіті
Нестійкість Кельвіна — Гельмгольца вперше зафіксована на Сонці
Ракета Falcon 9 розлетілась на друзки біля кратера Ейнштейна
Під зорепад Персеїд українці зможуть залишити своє бажання на інтерактивній зоряній мапі
Створений у КПІ наносупутник PolyITAN-1 потрапив до Книги рекордів України