Alam semesta, kebanyakan pakar kosmologi memberitahu kita, bermula dengan ledakan. Berapa banyak cahaya yang dihasilkan alam semesta sejak ia dilahirkan, 13.8 bilion tahun yang lalu?
Nampaknya jawapan sukar pada pandangan pertama. Namun, di ruang angkasa, kita dapat mengesannya. Setiap zarah cahaya yang pernah dipancarkan oleh galaksi dan bintang masih bergerak, sebab itulah kita dapat mengintip teleskop kita sejak dulu lagi.
Makalah baru di Jurnal Astrofizik meneroka sifat cahaya latar extragalactic ini, atau EBL. Mengukur EBL, tim menyatakan, "sama pentingnya dengan kosmologi seperti mengukur radiasi panas yang tersisa dari Big Bang (latar gelombang mikro kosmik) pada panjang gelombang radio."
Ternyata beberapa kapal angkasa NASA telah membantu kami memahami jawapannya. Mereka mengintip alam semesta di setiap panjang gelombang cahaya, mulai dari gelombang radio panjang hingga sinar gamma pendek dan penuh tenaga. Walaupun karya mereka tidak kembali ke asal alam semesta, namun karya ini memberikan pengukuran yang baik selama lima bilion tahun terakhir atau lebih. (Secara kebetulan, mengenai usia sistem suria.)
Sukar untuk melihat latar belakang samar ini terhadap cahaya bintang dan galaksi yang kuat hari ini, sama sukarnya dengan melihat Bima Sakti dari pusat bandar Manhattan, kata para astronom.
Penyelesaiannya melibatkan sinar gamma dan blazar, yang merupakan lubang hitam besar di jantung galaksi yang menghasilkan jet bahan yang menghala ke Bumi. Sama seperti lampu suluh.
Blazar ini memancarkan sinar gamma, tetapi tidak semuanya sampai ke Bumi. Sebilangan, ahli astronomi berkata, "menyerang foton EBL yang malang di sepanjang jalan."
Apabila ini berlaku, sinar gamma dan foton masing-masing keluar dan menghasilkan elektron bercas negatif dan positron bermuatan positif.
Lebih menarik lagi, blazar menghasilkan sinar gamma pada tenaga yang sedikit berbeza, yang seterusnya dihentikan oleh foton EBL pada tenaga yang berlainan.
Oleh itu, dengan mengetahui berapa banyak sinar gamma dengan tenaga yang berbeza dihentikan oleh foton, kita dapat melihat berapa banyak foton EBL yang berada di antara kita dan blazar yang jauh.
Para saintis baru saja mengumumkan bahawa mereka dapat melihat bagaimana EBL berubah dari masa ke masa. Mengintip lebih jauh ke alam semesta, seperti yang kita katakan sebelumnya, berfungsi sebagai mesin masa. Jadi, semakin jauh kita melihat sinar gamma keluar, semakin baik kita dapat memetakan perubahan EBL pada era sebelumnya.
Untuk mendapatkan teknikal, inilah cara para astronom melakukannya:
- Membandingkan penemuan sinar gamma dari Teleskop Angkasa sinar-sinar Fermi dengan intensitas sinar-X yang diukur oleh beberapa pemerhatian sinar-X, termasuk Observatorium X-Ray Chandra, Swift Gamma-Ray Burst Mission, Rossi X- ray Timing Explorer, dan XMM / Newton. Ini membolehkan para astronom mengetahui bagaimana kecerahan blazar pada pelbagai tenaga.
- Membandingkan ukuran tersebut dengan ukuran yang diambil oleh teleskop khas di tanah yang dapat melihat "fluks sinar gamma" sebenar yang diterima Bumi dari blazar tersebut. (Sinar gamma dimusnahkan di atmosfer kita dan menghasilkan pancuran zarah subatomik, seperti "ledakan sonik", yang disebut radiasi Cherenkov.)
Pengukuran yang kita ada dalam makalah ini adalah sejauh yang kita dapat lihat sekarang, para ahli astronomi menambah.
"Lima bilion tahun yang lalu adalah jarak maksimum yang dapat kita selidiki dengan teknologi terkini kita," kata penulis utama makalah itu, Alberto Dominguez.
"Tentu, ada blazar yang lebih jauh, tetapi kami tidak dapat mengesannya kerana sinar gamma bertenaga tinggi yang mereka pancarkan terlalu lemah oleh EBL ketika sampai ke kami - begitu lemah sehingga instrumen kami tidak cukup sensitif untuk mengesannya . "
Sumber: Pusat Pengkomputeran Astro Berprestasi Tinggi Universiti California
