Tahap awal pembentukan alam semesta sebagian besar tetap menjadi misteri bagi sains modern. Namun dalam sebuah studi baru yang diterbitkan dalam jurnal Nature, para peneliti telah membuat kasus yang menarik tentang kapan tepatnya bintang pertama mulai terbentuk. Setelah Big Bang sekitar 13,7 miliar tahun yang lalu, alam semesta gelap, panas, dan dipenuhi dengan partikel elementer berenergi tinggi. Setelah 380.000 tahun, alam semesta telah cukup mendingin sehingga foton ada. Saat itulah latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) pertama muncul, berkat itulah para ilmuwan dapat mempelajari lebih lanjut tentang asal usul alam semesta.
Para peneliti menyarankan bahwa dengan memeriksa intensitas latar belakang gelombang mikro kosmik, dimungkinkan untuk menetapkan momen ketika bintang-bintang pertama mulai terbentuk. Saat bintang mulai terbentuk, mereka memanaskan gas hidrogen yang menembus alam semesta. Saat gas memanas, ia menyerap CMB, akibatnya intensitasnya menurun. Tidak mungkin untuk mendeteksi penyimpangan seperti itu menggunakan teleskop tradisional, tetapi di sini sinyal radio membantu sains. Namun, sinyal ini sangat lemah sehingga mudah dikaburkan oleh derau apa pun, yang terkadang bisa puluhan ribu kali lebih kuat. Seperti yang dikatakan seorang peneliti, "Mencari sinyal seperti itu seperti mencoba mendengar suara sayap burung kolibri di tengah badai."
Namun, kesulitan seperti itu tidak menghentikan para ilmuwan. Sebuah tim peneliti dari Universitas Arizona dan Institut Teknologi Massachusetts berangkat untuk mendeteksi sinyal pembentukan bintang awal, dan meskipun kedengarannya luar biasa, mereka berhasil melakukannya. Dan mereka melakukan semua ini dengan menggunakan antena yang relatif kecil (di foto di bawah). Antena dipasang di salah satu gurun Australia, karena di tempat-tempat itulah gangguan dari sinyal radio yang dihasilkan manusia dapat diminimalkan. Untuk pertama kalinya, keberuntungan tersenyum kepada para ilmuwan pada tahun 2016. Saat itulah penurunan pertama dalam intensitas CMB dicatat. Berdasarkan data yang diperoleh, kita dapat menyimpulkan bahwa bintang pertama terbentuk sekitar 180 juta tahun setelah Big Bang.
“Ini sangat menarik, karena untuk pertama kalinya kami dapat melihat dengan paling tidak satu mata ke dalam periode terpenting pembentukan alam semesta kita. Saat itulah bintang dan galaksi pertama mulai terbentuk. Ini adalah pertama kalinya sains menerima data pengamatan langsung dari era itu,”kata Colin Lonsdale, direktur Haystack Observatory.
Tim peneliti menghabiskan lebih dari satu tahun untuk mengkonfirmasi kesimpulan mereka sendiri berdasarkan sinyal yang diterima. Posisi antena diubah, kalibrasi alat ukur yang berbeda digunakan. Tetapi pada saat yang sama, sinyal itu diamati setiap saat, ternyata menjadi dua kali lebih kuat dari yang diharapkan. Ini membuktikan bahwa hidrogen di alam semesta awal ternyata jauh lebih dingin dari yang diperkirakan sebelumnya. Peneliti Rennan Barkana dari Universitas Tel Aviv mengklaim bahwa materi gelap dapat menjelaskan alam semesta yang lebih dingin.
Data yang diperoleh sebagai hasil penelitian masih harus dikonfirmasi oleh pakar lain di bidangnya. Meski demikian, banyak ilmuwan yang telah membiasakan diri dengan hasil eksperimen para spesialis dari MIT dan Universitas Arizona percaya bahwa penemuan ini menarik satu, atau bahkan dua Hadiah Nobel. Hadiah pertama dapat diberikan kepada para ilmuwan untuk menentukan usia bintang pertama, dan yang kedua - untuk penemuan yang berkaitan dengan hidrogen yang lebih dingin dan materi gelap, yang cukup mampu memperluas model fisik standar yang ada. Anda bisa membaca hasil penelitiannya di sini.
Video promosi:
Sergey Grey
