บางครั้งการเป็นนักดาราศาสตร์ก็ง่าย เมื่อเป้าหมายซีเลสเชียลของคุณเป็นอะไรที่เรียบง่ายและสว่างสดใสเกมนั้นสามารถตรงไปตรงมาได้: เล็งกล้องโทรทรรศน์ของคุณไปที่สิ่งนั้นและรอโฟตอนฉ่ำทั้งหมดที่จะเทลงมา
แต่บางครั้งการเป็นนักดาราศาสตร์ก็ยากเช่นเมื่อคุณพยายามศึกษาดาวดวงแรกที่ปรากฏในเอกภพ พวกมันอยู่ไกลเกินไปและสลัวเกินกว่าจะมองเห็นโดยตรงด้วยกล้องโทรทรรศน์ (แม้แต่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ที่มีความเร็วสูงมากจะสามารถมองเห็นกาแลคซีแห่งแรกได้เท่านั้นซึ่งเป็นการสะสมแสงจากดาวนับร้อยล้านดวง) ในวันนี้เราไม่มีการสังเกตดาวดวงแรกซึ่งเป็นคนเกียจคร้านรายใหญ่
ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงมีส่วนร่วมในการมองจักรวาลเล็กน้อย
ก่อนวันที่ดาวแรกก่อตัวขึ้น (วันที่แน่นอนไม่แน่นอนเพราะเรายังไม่ได้สังเกต แต่เราสงสัยว่ามันเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 13 พันล้านปีก่อน) เอกภพประกอบด้วยไฮโดรเจนบริสุทธิ์บริสุทธิ์เกือบทั้งหมด: อิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวที่จับกับ โปรตอนเดี่ยวในความสามัคคีที่สมบูรณ์แบบ
แต่จากนั้นดาวดวงแรกก็ปรากฏขึ้นและหลั่งพลังงานรังสีสูงทั่วทั้งจักรวาลทำให้น้ำท่วมจักรวาลด้วยรังสีเอกซ์และรังสีแกมม่ามากมาย การแผ่รังสีที่รุนแรงนั้นแยกไฮโดรเจนเป็นกลางออกมาและแปลงให้เป็นพลาสมาที่บาง แต่ร้อนที่เราเห็นในเอกภพยุคปัจจุบัน กระบวนการนี้เรียกว่า Epoch of Reionization เริ่มต้นในแพทช์เล็ก ๆ ซึ่งในที่สุดก็เติบโตขึ้นเพื่อดูดกลืนจักรวาลเหมือนพวงฟองแปลก ๆ
ทั้งหมดนี้น่าทึ่ง แต่นักดาราศาสตร์จะตรวจจับกระบวนการนี้ได้อย่างไร? พวกเขาสามารถทำได้โดยใช้ไฮโดรเจนเป็นกลางเพียงเล็กน้อย: มันปล่อยรังสีที่ความถี่ที่เฉพาะเจาะจงมากคือ 1420 MHz ซึ่งสอดคล้องกับความยาวคลื่น 21 เซนติเมตร ก่อนที่ดาวดวงแรกจะมาออนไลน์ก๊าซกลางจะปล่อยรังสี 21 ซม. ออกมาจากถังบรรจุโดยสัญญาณจะค่อยๆลดลงเมื่อเอกภพกลายเป็นพลาสมา
ฟังดูเหมือนแผนยกเว้นก) สัญญาณนี้อ่อนอย่างไม่น่าเชื่อและข) สิ่งอื่น ๆ ที่เกิดขึ้นในจักรวาลกว่าล้านล้านครั้งในการแผ่รังสีที่ความถี่ใกล้เคียงกันรวมถึงวิทยุของเราบนโลก
การแยกสัญญาณรบกวนที่น่ารำคาญจากสัญญาณจักรวาลวิทยาต้องอาศัยภูเขาของข้อมูลและลอดผ่านกองหญ้าทางดาราศาสตร์สำหรับเข็มขนาด 21 ซม. ขณะนี้เราไม่มีความสามารถในการตรวจจับ - ซึ่งจะต้องรอกล้องโทรทรรศน์วิทยุยุคต่อไปเช่น Square Kilometer Array - แต่หอสังเกตการณ์ในปัจจุบันเช่น Murchison Widefield Array ในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียกำลังวางรากฐานที่จำเป็นทั้งหมด
รวมถึงการส่งข้อมูล 200 TB ในรอบแรกซึ่งขณะนี้อยู่ระหว่างการวิเคราะห์โดยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดในโลก
