Le temps s’écoulait cinq fois plus lentement dans l’Univers primitif

Un examen étroit des variations de luminosité de près de 200 quasars a permis de quantifier la dilatation du temps dans l’Univers primitif, appuyant la théorie générale de la relativité d’Einstein.

Dilatation temporelle

L’idée que le temps semble s’écouler plus lentement il y a des milliards d’années s’avère déroutante, mais il s’agit d’une conséquence directe de l’expansion de l’Univers depuis le Big bang. Ce phénomène implique que la lumière provenant d’événements cosmiques anciens doive parcourir des distances de plus en plus grandes pour nous parvenir. Par conséquent, ceux-ci semblent se produire au ralenti.

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Depuis les années 1990, les astrophysiciens ont documenté cette distorsion du temps céleste dans le cadre de l’observation de supernovas lointaines, remontant jusqu’à la moitié de l’âge de l’Univers et semblant se produire à une vitesse 40 % plus faible que les explosions stellaires de ce type les plus proches.

Publiés dans la revue Nature Astronomy, de récents travaux menés par deux chercheurs des universités de Sydney et d’Auckland ont impliqué l’étude de quasars anciens, trous noirs supermassifs « hyperactifs » détectés jusqu’à 670 millions d’années seulement après le Big Bang.

Si cet âge avancé permettrait théoriquement de documenter la dilatation du temps dans l’Univers primitif, la luminosité extrêmement variable de ces objets par rapport aux supernovas avait jusqu’à présent largement compliqué cette tâche.

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190 quasars comparés

Geraint Lewis et Brendon Brewer se sont appuyés sur les données de 190 quasars, qui ont été regroupés en fonction de leur luminosité et de leur décalage vers le rouge (plus un objet s’avère distant, plus celui-ci est marqué, en raison de l’expansion du cosmos).

Les objets d’un même groupe ont ensuite été comparés, permettant la mise en évidence de schémas d’activité similaires sur une certaine période. Ces derniers ont permis de normaliser le « tic-tac » de ces horloges cosmiques, indiquant que le temps semblait s’écouler cinq fois plus lentement quand l’Univers avait à peine plus d’un milliard d’années.

« De précédentes études avaient conduit certains de nos confrères à se demander si les quasars étaient vraiment des objets cosmologiques, ou même si l’idée de l’expansion de l’espace était correcte », explique Lewis. « Grâce à ces nouvelles données et analyses, nous avons pu trouver l’insaisissable tic-tac des quasars, qui se comportent exactement comme le prédit la relativité d’Einstein. »

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