Selama beberapa dekad, ahli astronomi telah menghadapi masalah yang membingungkan: kira-kira separuh daripada semua jirim biasa di alam semesta seolah-olah hilang. Tidak seperti jirim gelap misteri yang membentuk sebahagian besar jisim alam semesta, jirim yang hilang ini adalah bahan biasa yang membentuk bintang, planet, dan manusia. Para saintis tahu ia pasti wujud di suatu tempat, tetapi ia terlalu tersebar dan samar untuk dikesan secara langsung.
Taburan Jirim dalam Alam Semesta
- Medium antargalaksi: 76% daripada jirim biasa
- Halo galaksi: 15% daripada jirim biasa
- Dalam galaksi: Baki 9% (bintang dan gas sejuk)
- Jumlah jirim biasa: Hanya 16% daripada semua jirim dalam alam semesta
- Jirim gelap: 84% daripada semua jirim (masih tidak dapat dikesan)
Kaedah Pengesanan Terobosan Mengubah Segalanya
Satu pasukan dari Caltech dan Harvard telah menyelesaikan misteri kosmik ini menggunakan alat yang tidak dijangka: pancaran radio pantas (FRB). Kilatan radio yang singkat dan sangat terang dari galaksi jauh ini bertindak seperti rumah api kosmik, menerangi jirim tidak kelihatan yang terletak di antara mereka dan Bumi. Apabila gelombang radio dari pancaran ini bergerak melalui ruang angkasa, ia berinteraksi dengan zarah-zarah di sepanjang perjalanan, menyebabkan cahaya tersebar ke dalam panjang gelombang yang berbeza - sama seperti prisma memecahkan cahaya matahari menjadi pelangi.
Perbincangan komuniti mengenai penemuan ini menyerlahkan perbezaan penting yang pada mulanya terlepas pandangan ramai. Penyelidikan ini secara khusus berkaitan dengan jirim biasa, bukan jirim gelap, yang kekal sebagai salah satu misteri terbesar yang belum terpecahkan dalam fizik.
 |
|---|
| Simulasi kosmik yang bersemangat menggambarkan corak rumit jirim biasa yang diterangi oleh letupan radio pantas di seluruh alam semesta |
Tinjauan Besar-besaran Mendedahkan Taburan Sebenar Jirim
Pasukan penyelidik menganalisis 69 FRB yang lokasi tepat, dengan jarak berkisar dari kira-kira 11.74 juta hingga 9.1 bilion tahun cahaya. Pancaran paling jauh, FRB 20230521B , kini memegang rekod sebagai FRB paling jauh yang pernah dikesan. Kebanyakan pancaran ini ditangkap menggunakan Deep Synoptic Array-110 , rangkaian 110 teleskop radio yang direka khusus untuk memburu dan menentukan lokasi tepat kilatan kosmik ini.
Keputusan menunjukkan bahawa 76 peratus jirim biasa wujud dalam ruang luas antara galaksi, dengan hanya 15 peratus dalam halo galaksi dan selebihnya tertumpu dalam galaksi itu sendiri. Taburan ini sepadan dengan apa yang diramalkan oleh simulasi komputer, tetapi tidak pernah diperhatikan secara langsung sehingga kini.
Pancaran Radio Pantas (FRB): Pancaran gelombang radio yang sangat singkat tetapi berkuasa dari galaksi jauh, bertahan hanya milisaat tetapi melepaskan jumlah tenaga yang sangat besar.
Skala dan Skop Kajian
- Jumlah FRB yang dianalisis: 69 letupan
- Julat jarak: 11.74 juta hingga 9.1 bilion tahun cahaya
- Pemegang rekod: FRB 20230521B (FRB paling jauh pada jarak 9.1 bilion tahun cahaya)
- Sumber pengesanan: 39 daripada DSA-110, 30 daripada teleskop global
Melangkaui Jirim yang Hilang: Membuka Sempadan Penyelidikan Baharu
Penemuan ini bukan sahaja menyelesaikan teka-teki jirim yang hilang. Teknik ini membuka cara baharu untuk mengkaji struktur alam semesta dan boleh membantu menentukan jisim neutrino - zarah kecil yang teori katakan sepatutnya tidak mempunyai jisim tetapi pemerhatian menunjukkan memang mempunyai berat. Memahami jisim neutrino boleh membawa kepada fizik baharu di luar model semasa kita.
Kejayaan kaedah ini menunjukkan masa depan yang menarik. Susunan teleskop DSA-2000 yang dirancang oleh Caltech akan mampu mencari dan mengesan lokasi sehingga 10,000 FRB setahun, meningkatkan secara dramatik keupayaan kita untuk memetakan jirim tersembunyi alam semesta dan menyiasat misteri terdalamnya.
Rujukan: Missing Matter in Universe Found