Untuk pertama kalinya para ilmuwan telah mengamati bagaimana alam semesta awal bergerak dalam gerakan yang sangat lambat. Hal ini berpeluang untuk menjelaskan salah satu misteri dari alam semesta statis Einstein yang mengembang.
Dari teori relativitas umum Einstein kita dapat memperkirakan bahwa kita seharusnya mengamati bagaimana alam semesta jauh bergerak jauh lebih lambat daripada sekarang. Namun, untuk membuktikan hal itu sangat sulit untuk dilakukan. Sekarang, para ilmuwan telah memecahkan misteri tersebut dengan menggunakan quasar sebagai pengukur waktunya.
“Jika kita melihat kembali ke masa ketika alam semesta berusia lebih dari satu miliar tahun, kita melihat bahwa waktu tampaknya bergerak lima kali lebih lambat,” kata Geraint Lewis, seorang ahli astrofisika dari University of Sydney dan penulis utama penelitian ini.
“Jika Anda ada di sana, di alam semesta yang masih bayi itu, satu detik akan terasa seperti satu detik – tetapi dari tempat kita berada, lebih dari 12 miliar tahun ke depan, waktu awal itu terasa lambat.”
Lewis dan rekannya Dr. Brendon Brewer dari University of Auckland menggunakan data pengamatan dari hampir 200 quasar – lubang hitam supermasif hiperaktif di pusat galaksi awal – untuk menganalisis pelebaran waktu ini.
“Berkat Einstein, kita tahu bahwa ruang dan waktu saling berhubungan, dan sejak awal Big Bang, alam semesta telah mengembang. Perluasan ruang angkasa ini berarti bahwa pengamatan Alam Semesta awal tampaknya jauh lebih lambat daripada selang waktu saat ini. Dalam pekerjaan ini kami berasumsi bahwa itu terjadi sekitar satu miliar tahun setelah Big Bang.”
Sebelumnya, para astronom telah mengkonfirmasi alam semesta yang lambat ini, yang membentang sekitar setengah umur alam semesta, menggunakan supernova – bintang besar yang meledak – sebagai “jam standar”. Tapi meski sangat terang, supernova sulit dilihat pada jarak yang sangat jauh yang diperlukan untuk alam semesta awal.
Pengamatan quasar telah mengatur ulang cakrawala waktu ini menjadi hanya sepersepuluh usia Alam Semesta, yang menegaskan bahwa Semesta tampak semakin cepat seiring bertambahnya usia.
“Ketika supernova bertindak sebagai kilatan individu, mereka lebih mudah dipelajari, quasar lebih kompleks, seperti kembang api yang terus menerus. Kami mengungkapkan representasi dari kembang api ini dan menunjukkan bahwa quasar juga dapat digunakan sebagai penanda waktu normal dari awal alam semesta.”
Lewis bekerja sama dengan Brewer mempelajari detail dari 190 quasar selama dua dekade terakhir. Dengan menggabungkan pengamatan warna yang berbeda (atau panjang gelombang) mereka mampu membakukan “ketukan” masing-masing quasar. Dengan menggunakan analisis Bayesian, mereka menemukan bahwa perluasan alam semesta tercetak pada setiap lompatan quasar.
“Dengan data luar biasa ini, kami dapat memetakan detak jam yang diduga dan menemukan efek perluasan ruang angkasa,” kata Lewis.
Hasil ini lebih lanjut mengkonfirmasi gambaran Einstein tentang alam semesta yang mengembang, tetapi berbeda dari penelitian sebelumnya yang tidak mengidentifikasi pelebaran waktu di quasar yang jauh.
“Studi sebelumnya ini menimbulkan pertanyaan apakah quasar benar-benar objek kosmologis atau apakah gagasan perluasan ruang itu benar. Namun, dengan informasi dan analisis baru ini, kami dapat menemukan bukti quasar yang sulit dideteksi dan berperilaku persis seperti yang diprediksi teori relativitas Einstein,” katanya.
Penelitian ini dipublikasikan di jurnal Nature Astronomy.
