به دلیل تأثیر عجیب سرعت بر گذر زمان، به نظر می‌رسد که در زمان نوزادی جهان حدود ۱۳ میلیارد سال پیش، زمان کندتر از زمان حال می‌گذشته یا حداقل به نظر ما کندتر می‌رسیده است. این پدیده به عنوان “اتساع زمانی” شناخته می‌شود. براساس گزارشی از ساینس‌آلرت، دانشمندانی از دانشگاه سیدنی در استرالیا و دانشگاه اوکلند برای اولین بار با بررسی نوسان کهکشان‌های درخشان معروف به “اختروش” در زمان طلوع کیهان، این پدیده را مشاهده کرده‌اند.
نوسان‌ها به دلیل افزایش سرعت گسترش جهان با سرعتی کندتر از زمان نزدیکتر به ما رخ می‌دهند. این پدیده، بزرگترین اتساع زمانی است که تاکنون مشاهده شده است و می‌تواند برخی مسائل را توضیح دهد. این نشان می‌دهد که اختروش‌ها با اتساع زمانی در بخش‌های فضا-زمان سازگار هستند؛ بنابراین، این پدیده نه تنها با مدل استاندارد کیهان‌شناسی سازگار است، بلکه می‌توان اتساع زمان را در مطالعه رفتار آن‌ها بررسی کرد.
در توضیحات خود، دکتر لویس توضیح می‌دهد که با نگاه به گذشته، به عنوان مثال زمانی که تنها یک میلیارد سال از عمر جهان می‌گذشت، زمان به نسبت پنج برابر کندتر می‌گذشت. اگر در زمان نوزادی جهان حضور داشتیم، یک ثانیه همچنان یک ثانیه به نظر می‌رسید، اما از دیدگاه ما در زمان حال (پس از ۱۲ میلیارد سال) زمان آغازین کندتر است.
با اینکه این پدیده به وضوح در زندگی روزمره قابل مشاهده نیست، اما فضا و زمان در جهان به طور غیرقابل انکاری به یکدیگر وابسته هستند. به همین دلیل می‌توانیم اتساع جهان را مشاهده کنیم. نور اجسام دوردست با گسترش جهان کشیده می‌شود و به سمت سرخ‌تر شدن در طیف حرکت می‌کند. این پدیده به عنوان “اثر داپلر” شناخته می‌شود و ما همچنین روی زمین می‌توانیم آن را تجربه کنیم.
برای مثال، به صدای آژیر آمبولانس فکر کنید که با دور شدن خودروی آمبولانس، صدایش کشیده می‌شود. در این تشبیه، آمبولانس می‌تواند یک کهکشان دوردست باشد و نور آن آژیر است. در منبع، صدا به صورت معمول انتشار می‌یابد، اما از دیدگاه ما کشیده به نظر می‌رسد.
این پدیده مشابه می‌تواند برای زمان نیز رخ دهد. به عنوان مثال، می‌توان این پدیده را در انفجارهای ستاره‌های نواختر در دیدار کرد. زمان برای ما به طور معمول می‌گذرد و برای شخصی که نزدیک به انفجار ستاره نواختر قرار دارد نیز طبیعی است، اما به دلیل سرعت نسبی بین دو نقطه، ستاره نواختر به صورت حرکت آهسته یا اسلوموشن دیده می‌شود.
براساس پیش‌بینی‌ها، اختروش‌های جهان آغازین نیز باید پدیده‌ای مشابه را نشان دهند، اما این اجسام از ستاره‌های نواختر تفاوت دارند. اختروش‌ها عموماً دارای سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم تغذیه‌کننده و فعال در مرکز خود هستند. این فرآیند تغذیه با افزایش حرارت مواد اطراف سیاه‌چاله منجر به تولید مقدار زیادی نور می‌شود.
با توجه به توضیحات دکتر لویس، ستاره‌های نواختر همانند شعله‌ای نوری عمل می‌کنند و بررسی آن‌ها آسان‌تر است. اما اختروش‌ها پدیده‌های پیچیده‌تری هستند مانند نمایش آتش‌بازی. پژوهشگران در این پژوهش به بررسی این نمایش آتش‌بازی پرداختند. آن‌ها اثبات کردند که می‌توان از اختروش‌ها به عنوان شاخص‌های استاندارد زمان در جهان آغازین استفاده کرد.
دکتر لویس و دکتر بروور در مورد مجموعه‌ای شامل ۱۹۰ اختروش با سنین بین ۲٫۴۵ و ۱۲٫۱۷ میلیارد سال پیش بررسی‌هایی انجام دادند (بیگ‌بنگ در حدود ۱۳٫۸ میلیارد سال قبل رخ داد) و داده‌های این پژوهش در طیف طول موج‌های مختلف و در یک بازه زمانی بیست ساله جمع‌آوری شد. آن‌ها در حدود ۲۰۰ مشاهده برای هر اختروش داشتند که امکان بازسازی دقیق نوسانات آن‌ها را فراهم می‌کرد.
در گذشته، دانشمندان فکر می‌کردند که تغییرات اختروش‌ها نشانگر اتساع زمانی نیستند، اما نمونه‌های محدودی مورد بررسی قرار گرفته بودند و برای بازه‌های زمانی کوتاه‌تری رصد شده بودند. با افزایش چشمگیر تعداد اختروش‌ها و همچنین طول مدت رصدها، دو پژوهشگر به این نتیجه رسیدند که اختروش‌های قدیمی‌تر به شکل حرکت آهسته‌ای نسبت به اختروش‌های جدیدتر سوسو می‌زنند.
این پژوهش در مجله‌ی “نیچر استرونومی” منتشر شده است.
