Galáxias se movendo na velocidade da luz
O tempo é necessário apenas para que tudo não aconteça simultaneamente.
- Albert Einstein
Sabemos o número de galáxias em nosso Universo em expansão (pelo menos 100 bilhões), mas não menos interessante é a velocidade que eles podem se mover. De fato, como o Universo está se expandindo, quanto mais longe a galáxia estiver de nós, maior será sua velocidade de fuga.
Além disso, à medida que a expansão também acelera, as galáxias voam cada vez mais rápido ao longo do tempo. Portanto, não é de surpreender que a luz das galáxias em fuga seja deslocada para a parte vermelha do espectro.
E não há nada de estranho nisso. Se um objeto se move em sua direção e emite luz, sua onda se contrai e a luz parece mais azul. Se o objeto se afastar de você, o comprimento de onda aumenta e a luz aparece mais vermelha. E quanto mais rápido a fonte de luz se move, mais forte a mudança do comprimento de onda.
Mas pense bem - se um objeto se mover cada vez mais rápido de você, não veremos em algum momento objetos se aproximando da velocidade da luz?
Como você sabe, ao se aproximar da velocidade da luz, muitas coisas acontecem: e aqui estão os dois fenômenos mais contra-intuitivos relacionados à teoria especial da relatividade.
Se você estiver em repouso, e o objeto se mover em relação a você a uma velocidade significativa em comparação à luz, você notará dois efeitos muito estranhos: o comprimento diminuirá na direção do movimento e o tempo diminuirá. E, claro, você estará imediatamente interessado na questão - esses efeitos são observados em galáxias distantes!
É impossível medir a redução do comprimento, pois só podemos medir comprimentos na direção perpendicular à linha de visão, e a expansão ocorre paralela a ela. E quanto à dilatação do tempo? Existe ou não? Vamos pensar sobre o que podemos esperar com base nas previsões da teoria.
A galáxia em estudo não se move com velocidades relativísticas em relação aos objetos localizados em seu espaço-tempo local. Há uma expansão do espaço entre nós e a galáxia distante. É essa expansão que aumenta o comprimento de onda dos fótons, o que torna a luz mais vermelha.
Porém, quando a luz foi emitida, o tempo de pico a pico de cada onda foi muito menor do que o tempo que você pode observar quando esses picos chegam até você. Portanto, embora a galáxia observada não se mova fisicamente em velocidades relativísticas, você verá uma dilatação do tempo. Então você pode fazer isso? O que você procura?
Por exemplo, sabe-se que as galáxias espirais giram. Você pode perguntar se é possível ver uma desaceleração na rotação deles. Infelizmente, no passado, a relação entre o brilho de uma galáxia e sua velocidade de rotação no passado não era a mesma de agora, pois as galáxias espirais evoluem com o tempo .
Você pode decidir fazer a observação do quasar, pois esses são objetos muito brilhantes que podem ser vistos claramente a grandes distâncias . Contudo, o ambiente em que estão localizados e as fontes de características variáveis (por exemplo, microlentes gravitacionais ) diferem em quasares distantes e naqueles mais próximos de nós.Mais um candidato - um explosões de raios gama, eles podem ser vistos a grandes distâncias. Mas gostaríamos de uma classe de objetos muito bem estudada, com propriedades de mudança no tempo que podem ser observadas com um forte desvio para o vermelho. Se pudermos medir a dilatação do tempo, este será o teste final da teoria!
Tipo Ia supernova ! Esses objetos têm uma linha do tempo muito bem estudada, segundo a qual eles se tornam mais brilhantes, desaparecem e desaparecem.
Portanto, se encontrarmos uma supernova distante com um forte desvio para o vermelho, sua curva de luz deve ser alongada ao longo da escala de tempo. O que está acontecendo na realidade? Existem tais supernovas?
Se você quiser - acredite ou não - mas havia muitos! A primeira - uma supernova, afastando-se de nós a uma velocidade de quase 50% da velocidade da luz - apareceu em 1996! Então mais um e outro, e hoje temos uma multidão inteira deles , e definitivamente vemos uma dilatação do tempo nessas galáxias distantes!
A linha vermelha é a previsão sem desaceleração, a azul - com desaceleração. Então, isso está realmente acontecendo!O que é surpreendente é que, se houver um observador em uma galáxia com um telescópio muito poderoso capaz de nos ver, já pareceremos lentos para ele, enquanto eles se moverão a uma velocidade normal para eles!
Assim, observando objetos muito distantes, você não apenas os vê no passado, remoto por bilhões de anos, mas também em câmera lenta! E enquanto você pensa sobre isso, saiba que alguém nos bilhões de anos-luz de nós pode ver como você pensa sobre isso por muito mais tempo!Source: https://habr.com/ru/post/pt399605/
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