Penglihatan melengkung latar belakang gelombang mikro kosmik - cahaya paling awal yang dapat dikesan - membolehkan para astronom memetakan jumlah keseluruhan perkara yang dapat dilihat dan tidak kelihatan di seluruh alam semesta.
Kira-kira 85 peratus daripada semua jirim di alam semesta adalah benda gelap, tidak dapat dilihat oleh teleskop yang paling kuat, tetapi dapat dikesan oleh tarikan graviti.
Untuk mencari bahan gelap, ahli astronomi mencari kesan yang disebut lensa graviti: apabila tarikan graviti bahan gelap membengkok dan menguatkan cahaya dari objek yang lebih jauh. Dalam bentuknya yang paling eksentrik menghasilkan banyak gambar berbentuk busur objek kosmik yang jauh.
Tetapi ada satu peringatan di sini: untuk mengesan benda gelap mesti ada objek tepat di belakangnya. ‘Bintang’ harus diselaraskan.
Dalam kajian baru-baru ini yang diketuai oleh Dr. James Geach dari University of Hertfordshire di United Kingdom, para astronom telah mengarahkan latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) sebagai gantinya.
"CMB adalah cahaya paling jauh / tertua yang dapat kita lihat," kata Dr. Geach kepada Space Magazine. "Ini dapat dianggap sebagai permukaan, menyoroti seluruh alam semesta."
Foton dari CMB telah meluru ke Bumi sejak alam semesta ini baru berusia 380,000 tahun. Satu foton tunggal berpeluang menemui banyak jirim, dengan berkesan menyelidiki semua jirim di alam semesta sepanjang pandangannya.
"Oleh itu pandangan kami mengenai CMB sedikit terdistorsi dari apa yang dilihat secara intrinsik - seperti melihat corak di dasar kolam renang," kata Dr. Geach.
Dengan memperhatikan penyelewengan kecil di CMB, kita dapat menyelidiki semua perkara gelap di seluruh alam semesta. Tetapi melakukan ini sangat mencabar.
Pasukan itu memerhatikan langit selatan dengan Teleskop Kutub Selatan, teleskop 10 meter yang dirancang untuk pemerhatian dalam gelombang mikro. Tinjauan besar dan inovatif ini menghasilkan peta CMB langit selatan, yang selaras dengan data CMB sebelumnya dari satelit Planck.
Tanda tangan khas lensa graviti dengan bahan campur tangan tidak dapat dikeluarkan oleh mata. Ahli astronomi bergantung pada penggunaan prosedur matematik yang dikembangkan dengan baik. Kami tidak akan melihat butiran yang tidak menyenangkan.
Ini menghasilkan "peta jumlah ketumpatan jisim yang diunjurkan antara kami dan CMB. Itu sangat luar biasa jika anda memikirkannya - ini adalah teknik pemerhatian untuk memetakan semua jisim di alam semesta, kembali ke CMB, "jelas Dr. Geach.
Tetapi pasukan itu tidak menyelesaikan analisis mereka di sana. Sebaliknya, mereka terus mengukur lensa CMB pada kedudukan quasar - lubang hitam supermasif yang kuat di pusat galaksi terawal.
"Kami mendapati bahawa kawasan langit dengan kepadatan kuarsa yang besar mempunyai isyarat lensa CMB yang jelas lebih kuat, yang menyiratkan bahawa quasar memang terletak di struktur jirim berskala besar," Dr. Ryan Hickox dari Dartmouth College - pengarang kedua dalam kajian ini - kepada Space Magazine.
Akhirnya, peta CMB digunakan untuk menentukan jisim halos perkara gelap ini. Hasil ini sesuai dengan yang ditentukan dalam kajian lama, yang melihat bagaimana quasar berkumpul di ruang angkasa, tanpa merujuk pada CMB sama sekali.
Hasil yang konsisten antara dua pengukuran bebas adalah alat saintifik yang kuat. Menurut Dr. Hickox, ini menunjukkan bahawa "kita memiliki pemahaman yang kuat tentang bagaimana lubang hitam supermasif berada dalam struktur berskala besar, dan bahawa (sekali lagi) Einstein betul."
Makalah ini telah diterima untuk diterbitkan dalam Astrophysical Journal Letters dan boleh dimuat turun di sini.
