Lama dahulu, berjuta-juta tahun sebelum bintang pertama memicu kehidupan, seluruh alam semesta adalah laut kegelapan.
Bermula kira-kira 400,000 tahun selepas Big Bang dan beratus-ratus juta tahun yang lalu, usia gelap alam semesta ini menandakan masa lalu ketika ruang kosong benar-benar kosong; tidak ada planet, tiada matahari, tiada galaksi, tiada kehidupan - hanya kabus atom hidrogen yang dipalsukan oleh Big Bang dan ditinggalkan hingga ke kegelapan.
Hari ini, teleskop di seluruh dunia cuba menangkap sekilas hidrogen primal (dikenali sebagai hidrogen neutral) untuk menentukan masa ketika zaman kegelapan akhirnya berakhir dan galaksi pertama terbentuk. Walaupun atom-atom kuno itu tetap sukar difahami, satu pasukan penyelidik di pedalaman Australia mungkin semakin hampir mencari mereka daripada sebelumnya.
Menurut kajian baru yang dipublikasikan ke arXiv pangkalan data pra dan tidak lama lagi akan muncul dalam Jurnal Astrophysical, para astronom menggunakan teleskop radio Murchison Widefield Array (MWA) untuk melihat ke dalam masa lalu kosmik untuk mencari panjang gelombang tanda hidrogen neutral. Mereka tidak mencari apa yang mereka cari - bagaimanapun, menggunakan tetapan baru pada array baru-baru ini diperbaharui teleskop, pasukan menentukan had terendah untuk kekuatan isyarat hidrogen neutral.
"Kita boleh mengatakan dengan yakin bahawa jika isyarat hidrogen neutral adalah lebih kuat daripada had yang kita tetapkan di dalam kertas, maka teleskop itu akan dapat mengesannya," kata pengarang bersama Jonathan Pober, penolong profesor fizik di Universiti Brown Pulau Rhode. Ini bermakna memburu molekul purba ini masih ada, dan sekarang para penyelidik tahu bahawa jejak hidrogen neutral adalah lebih baik daripada yang dijangkakan.
Atom pertama
Tenaga yang mengalir melalui alam semesta awal sangat kuat sehingga setiap atom mempunyai elektron-elektronnya yang rusak, memberi mereka tuduhan positif. Yang pertama atom ini adalah ion hidrogen bercas positif. Selama beratus-ratus ribu tahun, alam semesta telah menyejuk dan berkembang cukup untuk ion hidrogen ini untuk mendapatkan kembali elektron mereka, menjadi neutral sekali lagi. Atom hidrogen neutral ini dipercayai ciri dominan zaman gelap kosmik. (Akhirnya, apabila cukup mereka bertumpu untuk membentuk bintang-bintang pertama, atom-atom itu akan dihidupkan semula oleh tenaga yang dipancarkan dari bintang tersebut.)
Para saintis tahu bahawa hidrogen neutral memancarkan radiasi pada panjang gelombang 21 centimeter - namun, semenjak alam semesta telah berkembang selama 12 bilion tahun yang lalu, panjang gelombang itu juga telah terbentang. Penulis kajian baru menganggarkan bahawa panjang gelombang hidrogen neutral telah meregangkan kira-kira 2 meter - dan itulah isyarat mereka mencari langit untuk menggunakan MWA.
Masalahnya ialah, terdapat banyak sumber (baik buatan manusia dan angkasa) yang memancar pada panjang gelombang yang sama.
"Semua sumber lain adalah banyak pesanan magnitud yang lebih kuat daripada isyarat yang kita cuba untuk mengesan," kata Pober. "Malah isyarat radio FM yang mencerminkan pesawat yang berlaku di atas teleskop cukup mencemari data."
Oleh itu, Pober dan rakan-rakannya menulis satu set persamaan untuk mengenal pasti dan menghilangkan bahan pencemar ini dalam pemerhatian mereka. Selepas mengambil lebih daripada 1,200 gambar gelombang radio di langit, para penyelidik memutuskan bahawa setiap jejak pelepasan 2 meter yang mereka dapati datang dari suatu tempat selain daripada hidrogen neutral yang mereka cari.
Walaupun isyarat atom yang berharga masih belum ditemui, penyelidikan baru berjaya menyempitkan apa yang dicari masa depan untuk hidrogen neutral. Menurut penyelidik, hasil ini membuat kes yang kuat bahawa eksperimen MWA memimpin memburu ini ke jalan yang betul. Dengan penyelidikan lanjut, peninggalan terakhir zaman gelap kosmik tidak lama lagi boleh dibawa ke cahaya.
