นานมาแล้วหลายล้านปีก่อนที่ดาวดวงแรกจะจุดประกายชีวิตทั้งจักรวาลเป็นทะเลแห่งความมืด
จุดเริ่มต้นหลังจาก 400,000 ปีหลังจากบิกแบงและยาวนานหลายร้อยล้านปีที่เรียกว่ายุคมืดของจักรวาลนี้เป็นครั้งสุดท้ายเมื่อพื้นที่ว่างเปล่าว่างเปล่าจริงๆ ไม่มีดาวเคราะห์, ไม่มีดวงอาทิตย์, ไม่มีกาแลคซี, ไม่มีชีวิต - เพียงแค่หมอกของอะตอมไฮโดรเจนที่บิ๊กแบงปลอมแปลงและทิ้งไว้ให้เฉื่อยผ่านความมืด
ทุกวันนี้กล้องโทรทรรศน์ทั่วโลกกำลังพยายามมองหาไฮโดรเจนเบื้องต้น (รู้จักกันในชื่อไฮโดรเจนเป็นกลาง) เพื่อระบุช่วงเวลาที่ยุคมืดสิ้นสุดลงในที่สุดและกาแล็กซี่แรกก็ก่อตัวขึ้น ในขณะที่อะตอมโบราณเหล่านั้นยังคงเข้าใจยากทีมนักวิจัยในชนบทห่างไกลของออสเตรเลียอาจเข้ามาใกล้เพื่อค้นหาพวกมันมากกว่าที่เคยเป็นมา
จากการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ไปยังฐานข้อมูล preprint และเร็ว ๆ นี้จะปรากฏใน Astrophysical Journal นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Murchison Widefield Array (MWA) เพื่อสำรวจลึกเข้าไปในจักรวาลในอดีตเพื่อค้นหาความยาวคลื่นลายมือชื่อของไฮโดรเจนที่เป็นกลาง พวกเขาไม่พบสิ่งที่ต้องการ - อย่างไรก็ตามเมื่อใช้การตั้งค่าใหม่ในอาร์เรย์ที่อัปเดตล่าสุดของกล้องโทรทรรศน์ทีมงานได้กำหนดขีด จำกัด ต่ำสุดสำหรับความแรงของสัญญาณเป็นกลางของไฮโดรเจน
"เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าถ้าสัญญาณไฮโดรเจนเป็นกลางนั้นแข็งแกร่งกว่าขีด จำกัด ที่เรากำหนดไว้ในกระดาษกล้องโทรทรรศน์ก็จะตรวจพบได้" Jonathan Pober ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยบราวน์กล่าว เกาะโรดไอแลนด์ นั่นหมายความว่าการล่าหาโมเลกุลโบราณเหล่านี้ยังคงดำเนินต่อไปและในตอนนี้นักวิจัยรู้ว่ารอยเท้าของไฮโดรเจนที่เป็นกลางนั้นยิ่งจางกว่าที่คาดการณ์ไว้
อะตอมแรก
พลังงานที่ไหลผ่านเอกภพในยุคเริ่มแรกนั้นแรงมากจนอะตอมทุกอะตอมมีอิเล็กตรอนหลุดออกไปทำให้พวกมันมีประจุเป็นบวก อะตอมแรกของเหล่านี้คือไอออนไฮโดรเจนที่มีประจุบวก กว่าหลายร้อยพันปีจักรวาลเย็นตัวลงและขยายตัวเพียงพอสำหรับไอออนไฮโดรเจนเหล่านี้ในการฟื้นอิเล็กตรอนให้เป็นกลางอีกครั้ง เชื่อกันว่าอะตอมไฮโดรเจนที่เป็นกลางเหล่านี้เป็นคุณสมบัติเด่นของยุคมืดของจักรวาล (ในที่สุดเมื่อมีจำนวนมากพอที่จะรวมตัวกันก่อตัวเป็นดาวดวงแรกได้อะตอมก็จะถูกทำให้เป็นไอออนอีกครั้งโดยพลังงานที่แผ่ออกจากดาวเหล่านั้น)
นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าไฮโดรเจนที่เป็นกลางปล่อยรังสีออกมาที่ความยาวคลื่น 21 เซนติเมตร - อย่างไรก็ตามเมื่อเอกภพขยายตัวในช่วง 12 พันล้านปีที่ผ่านมาความยาวคลื่นเหล่านั้นก็ยืดออกเช่นกัน ผู้เขียนของการศึกษาใหม่คาดการณ์ว่าความยาวคลื่นของไฮโดรเจนเป็นกลางได้ยืดออกไปประมาณ 2 เมตรและนั่นเป็นสัญญาณที่พวกเขาค้นหาท้องฟ้าเพื่อใช้ MWA
ปัญหาคือมีหลายแหล่ง (ทั้งที่มนุษย์สร้างขึ้นและสวรรค์) ที่แผ่คลื่นที่ความยาวคลื่นเดียวกัน
"แหล่งข้อมูลอื่นทั้งหมดเหล่านี้มีขนาดของคำสั่งที่แข็งแกร่งกว่าสัญญาณที่เราพยายามตรวจจับ" Pober กล่าว แม้แต่สัญญาณวิทยุ FM ที่สะท้อนออกมาจากเครื่องบินที่ผ่านเหนือกล้องโทรทรรศน์ก็เพียงพอที่จะปนเปื้อนข้อมูล
ดังนั้น Pober และเพื่อนร่วมงานของเขาจึงเขียนสมการเพื่อระบุและกำจัดสิ่งปนเปื้อนเหล่านี้ในการสังเกต หลังจากถ่ายภาพสแนปชอตของคลื่นวิทยุมากกว่า 1,200 ภาพบนท้องฟ้านักวิจัยระบุว่าทุกร่องรอยการปล่อย 2 เมตรที่พวกเขาพบมาจากที่อื่นนอกเหนือจากไฮโดรเจนที่เป็นกลางที่พวกเขาต้องการ
ในขณะที่สัญญาณอะตอมที่มีค่ายังคงไม่ถูกค้นพบการวิจัยใหม่ประสบความสำเร็จในการ จำกัด การค้นหาไฮโดรเจนเป็นกลางในอนาคต ตามที่นักวิจัยผลลัพธ์เหล่านี้ทำให้เป็นกรณีที่แข็งแกร่งว่าการทดลอง MWA กำลังนำการล่าสัตว์นี้ไปสู่เส้นทางที่ถูกต้อง ด้วยการวิจัยต่อไปพระบรมธาตุสุดท้ายของยุคมืดของจักรวาลจะถูกนำมาฉายในไม่ช้า
