Pada skala terbesar, rangkaian filamen gas menjangkau ratusan juta tahun cahaya, menghubungkan kelompok galaksi besar. Tetapi gas ini sangat jelas, mustahil untuk melihat secara langsung.
Selama bertahun-tahun, ahli astronomi telah menggunakan kuarsar - pusat galaksi yang hebat yang didorong oleh lubang hitam supermasif dengan cepat bahan - untuk memetakan perkara yang tidak dapat dilihat.
Tetapi sekarang, buat pertama kalinya, pasukan astronomi yang diketuai oleh Khee-Gan Lee, seorang post-doc di Max Planck Institute for Astronomy, telah berjaya membuat peta tiga dimensi struktur berskala besar Alam Semesta menggunakan galaksi yang jauh. Dan kelebihannya banyak.
Ilmu pengetahuan ini selalu berlaku seperti ini: ketika cahaya terang dari quasar yang jauh bergerak menuju Bumi, ia bertemu dengan awan gas hidrogen yang berselang dan sebahagiannya diserap. Ini meninggalkan garis penyerapan gelap di spektrum quasar.
Sekiranya Alam Semesta statik, garis penyerapan gelap selalu berada di tempat yang sama (121 nanometer untuk garis Lyman-alpha) di spektrum quasar. Tetapi kerana Alam Semesta berkembang, quasar yang jauh terbang jauh dari Bumi dengan kelajuan yang cepat. Ini meregangkan cahaya quasar, sehingga setiap awan gas hidrogen yang campur tangan mencantumkan tanda penyerapannya pada wilayah yang berbeza dari spektrum quasar, meninggalkan hutan garis.
Oleh itu, pengukuran terperinci mengenai spektrum pelbagai kuarsa dapat mendedahkan sifat tiga dimensi awan hidrogen yang saling campur. Tetapi galaksi hampir 100 kali lebih banyak daripada quasar. Oleh itu secara teori mereka harus memberikan peta yang lebih terperinci.
Satu-satunya masalah adalah bahawa galaksi juga kira-kira 15 kali lebih lemah daripada kuarsar. Oleh itu, ahli astronomi menganggap mereka tidak cukup terang untuk melihat dengan baik di alam semesta yang jauh. Tetapi Lee melakukan pengiraan yang menunjukkan sebaliknya.
"Saya terkejut apabila mendapati teleskop besar yang ada sudah seharusnya dapat mengumpulkan cahaya yang cukup dari galaksi samar ini untuk memetakan penyerapan latar depan, walaupun pada resolusi yang lebih rendah daripada yang mungkin dilakukan dengan teleskop masa depan," kata Lee dalam siaran berita. "Namun, ini akan memberikan pandangan yang tidak pernah terjadi sebelumnya dari web kosmik yang belum pernah dipetakan pada jarak yang begitu jauh."
Lee dan rakannya menggunakan teleskop Keck I sepanjang 10 meter di Mauna Kea, Hawaii untuk melihat lebih dekat galaksi yang jauh dan hutan penyerapan hidrogen yang tertanam dalam spektrum mereka. Tetapi cuaca di Hawaii boleh menjadi buruk.
"Kami cukup kecewa kerana cuaca buruk dan kami hanya dapat mengumpulkan beberapa jam data yang baik," kata pengarang bersama Joseph Hennawi, juga dari Institut Astronomi Max Planck. "Tetapi jika dilihat dari kualitas data yang keluar dari teleskop, sudah jelas bagi saya bahawa eksperimen akan berjalan lancar."
Pasukan ini hanya dapat mengumpulkan data selama empat jam. Tetapi ia masih belum pernah terjadi sebelumnya. Mereka melihat 24 galaksi yang jauh, yang memberikan liputan langit yang cukup dan memungkinkan mereka untuk menggabungkan maklumat tersebut ke dalam peta tiga dimensi.
Peta menunjukkan struktur skala besar Alam Semesta ketika itu hanya seperempat dari usia sekarang. Tetapi pasukan berharap dapat segera menguraikan peta untuk mendapatkan lebih banyak maklumat mengenai fungsi struktur - berikutan aliran gas kosmik ketika ia mengalir dari ruang kosong dan ke galaksi yang jauh. Ini akan memberikan catatan sejarah yang unik mengenai bagaimana kelompok dan rongga galaksi tumbuh dari ketidakhomogenan di Big Bang.
Hasilnya telah diterbitkan dalam Jurnal Astrofizik dan boleh didapati dalam talian.
