Μερικές φορές είναι εύκολο να είσαι αστρονόμος. Όταν ο ουράνιος στόχος σας είναι κάτι απλό και φωτεινό, το παιχνίδι μπορεί να είναι αρκετά απλό: στρέψτε το τηλεσκόπιο σας στο πράγμα και περιμένετε να ρίξουν όλα τα ζουμερά φωτόνια.
Αλλά μερικές φορές το να είσαι αστρονόμος είναι δύσκολο, όπως όταν προσπαθείς να μελετήσεις τα πρώτα αστέρια που εμφανίζονται στο σύμπαν. Είναι πολύ μακριά και πολύ λιποθυμία για να τα δουν απευθείας με τηλεσκόπια (ακόμα και το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb θα είναι σε θέση να δει μόνο τους πρώτους γαλαξίες, μια συσσώρευση φωτός από εκατοντάδες δισεκατομμύρια αστέρια). Μέχρι σήμερα, δεν έχουμε παρατηρήσεις σχετικά με τα πρώτα αστέρια, κάτι που είναι μια μεγάλη φασαρία.
Έτσι, οι αστρονόμοι ασχολούνται με ένα κοσμικό peek-a-boo.
Πριν σχηματιστούν τα πρώτα αστέρια (η ακριβής ημερομηνία είναι αβέβαιη, γιατί δεν την έχουμε παρατηρήσει ακόμη, αλλά υποψιαζόμαστε ότι συνέβη πριν από δεκατρία δισεκατομμύρια χρόνια), το σύμπαν αποτελούταν σχεδόν εξ ολοκλήρου από καθαρό, μη τροποποιημένο ουδέτερο υδρογόνο: μεμονωμένα ηλεκτρόνια μεμονωμένα πρωτόνια σε τέλεια αρμονία.
Αλλά τότε τα πρώτα αστέρια εμφανίστηκαν, και έριξαν την ακτινοβολία υψηλής ενέργειας σε όλο τον κόσμο, πλημμυρίζοντας το σύμπαν με άφθονες ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα. Αυτή η έντονη ακτινοβολία έσπασε το ουδέτερο υδρογόνο, μετατρέποντάς το στο λεπτό αλλά ζεστό πλάσμα που βλέπουμε στο σημερινό σύμπαν. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως η Εποχή του Επαναιονισμού, ξεκίνησε σε μικρά μπαλώματα που τελικά μεγάλωσαν για να καταπλήξουν τον Κόσμο, σαν μια δέσμη περίεργων φυσαλίδων.
Όλα αυτά είναι συναρπαστικά, αλλά πώς μπορούν πραγματικά οι αστρονόμοι να εντοπίσουν αυτήν τη διαδικασία; Μπορούν να το κάνουν μέσω ενός μικρού κόλπου ουδέτερου υδρογόνου: εκπέμπει ακτινοβολία σε πολύ συγκεκριμένη συχνότητα, 1420 MHz, που αντιστοιχεί σε μήκος κύματος 21 εκατοστών. Πριν τα πρώτα αστέρια έρθουν σε σύνδεση, το ουδέτερο αέριο άντλησε αυτήν την ακτινοβολία 21 εκατοστών από το φορτίο, με το σήμα να μειώνεται σταδιακά καθώς το σύμπαν έγινε πλάσμα.
Ακούγεται σαν σχέδιο, εκτός από το α) αυτό το σήμα είναι απίστευτα αδύναμο και β) ένα bajillion άλλα πράγματα στο σύμπαν εκπέμπουν ακτινοβολία σε παρόμοιες συχνότητες, συμπεριλαμβανομένων των ραδιοφώνων μας στη Γη.
Η αποσύνδεση του ενοχλητικού θορύβου από το ζουμερό κοσμολογικό σήμα απαιτεί λήψη δεδομένων και κοσκίνισμα μέσω της αστρονομικής θυμωνιάς χόρτου για τη βελόνα 21cm. Προς το παρόν δεν έχουμε τις δυνατότητες να κάνουμε τον εντοπισμό - αυτό θα πρέπει να περιμένουμε τα ραδιοτηλεσκόπια επόμενης γενιάς όπως το Square Kilometer Array - αλλά τα σημερινά παρατηρητήρια όπως το Murchison Widefield Array στη Δυτική Αυστραλία θέτουν όλα τα απαραίτητα θεμέλια.
Συμπεριλαμβανομένης της παράδοσης 200 TB δεδομένων στο πρώτο πέρασμα του, το οποίο βρίσκεται υπό ανάλυση από μερικούς από τους πιο ισχυρούς υπερυπολογιστές στον κόσμο.
