WASHINGTON, 16 Jun 2025 – Alam semesta terdiri daripada dua jenis jirim. Pertama adalah jirim gelap yang tidak kelihatan, yang hanya diketahui melalui kesan graviti berskala besar.
Kedua ialah jirim biasa seperti gas, debu, bintang, planet dan segala sesuatu yang biasa seperti doh biskut dan sampan.
Saintis menganggarkan jirim biasa hanya membentuk kira-kira 15% daripada semua jirim di alam semesta, namun mereka sudah lama bergelut untuk mendokumentasikan lokasi jirim berkenaan dengan kira-kira separuh daripadanya tidak dapat dikesan.
Kini, dengan bantuan letusan kuat gelombang radio dari 69 lokasi dalam kosmos, para penyelidik telah menemui jirim ‘yang hilang’ itu.
Ia tersembunyi sebagai gas nipis yang tersebar di ruang luas antara galaksi dan dikesan melalui gelombang radio yang merentasi angkasa, kata para penyelidik.
Gas tipis ini merupakan sebahagian daripada medium intergalaktik iaitu seakan-akan kabus di antara galaksi.
Sebelum ini, saintis telah menentukan jumlah keseluruhan jirim biasa dengan menggunakan pengiraan berdasarkan cahaya yang terhasil daripada peristiwa "Big Bang" kira-kira 13.8 bilion tahun lalu yang mencetuskan kewujudan alam semesta.
Tetapi mereka tidak dapat mengesan separuh daripada jirim tersebut secara langsung.
"Jadi persoalan yang kami cuba jawab ialah: Di mana ia bersembunyi? Jawapannya nampaknya: dalam jaringan kosmik yang tipis dan jauh daripada galaksi," kata Profesor Astronomi Universiti Harvard, Liam Connor, penulis utama kajian yang diterbitkan Isnin dalam jurnal Nature Astronomy.
Para penyelidik mendapati sebahagian kecil daripada jirim yang hilang ini berada dalam 'halo' bahan tersebar yang mengelilingi galaksi, termasuk Bima Sakti.
Jirim biasa terdiri daripada baryon iaitu zarah subatom seperti proton dan neutron yang membentuk atom.
"Manusia, planet dan bintang diperbuat daripada baryon. Jirim gelap pula ialah bahan misteri yang membentuk sebahagian besar jirim di alam semesta.
"Kita tidak tahu zarah atau bahan baharu apakah yang membentuk jirim gelap. Kita tahu dengan tepat apa itu jirim biasa, cuma kita tidak tahu di mana ia berada," kata Connor.
Jadi, bagaimana begitu banyak jirim biasa boleh berada ‘di tengah-tengah kehampaan’? Jumlah gas yang besar boleh dihamburkan keluar dari galaksi apabila bintang besar meletup dalam supernova atau apabila lubang hitam supermasif dalam galaksi 'tersembur', menghamburkan bahan selepas memakan bintang atau gas.
"Jika alam semesta lebih membosankan, atau hukum fizik berbeza, mungkin semua jirim biasa akan jatuh ke dalam galaksi, menyejuk, membentuk bintang, sehinggalah setiap proton dan neutron menjadi sebahagian daripada bintang. Tetapi itu bukan yang berlaku," kata Connor.
Proses fizikal yang ganas telah menyebabkan jirim biasa beredar merentasi jarak yang sangat luas dan terdampar di kawasan ‘gurun kosmik’. Gas ini bukan dalam bentuk biasa tetapi dalam bentuk plasma, di mana elektron dan protonnya terpisah.
Mekanisme yang digunakan untuk mengesan dan mengukur jirim biasa yang hilang ini melibatkan fenomena yang dikenali sebagai letusan radio pantas (fast radio bursts, FRBs) iaitu gelombang radio memancar kuat yang datang dari titik jauh di alam semesta.
Meskipun, puncanya masih menjadi misteri, teori utama mengatakan ia mungkin berpunca daripada bintang neutron bermagnet tinggi, iaitu sisa padat bintang besar selepas supernova.
Apabila cahaya radio ini bergerak dari punca FRBs ke Bumi, ia tersebar ke pelbagai gelombang, seperti cahaya putih yang dibiaskan prisma menjadi pelangi.
Tahap penyebaran berkenaan bergantung kepada berapa banyak jirim yang dilalui cahaya tersebut, sekali gus memberikan mekanisme untuk mengesan dan mengukur jirim yang tidak kelihatan sebelum ini.
Saintis menggunakan gelombang radio daripada 69 FRBs — 39 daripadanya ditemui menggunakan rangkaian 110 teleskop di Owens Valley Radio Observatory, Caltech, California, yang dikenali sebagai Deep Synoptic Array. Baki 30 FRBs dikesan dengan teleskop lain.
FRBs ini terletak sejauh sehingga 9.1 bilion tahun cahaya dari Bumi — yang paling jauh pernah direkodkan. (Satu tahun cahaya bersamaan 5.9 trilion batu atau 9.5 trilion kilometer.)
Kini semua jirim biasa telah dapat dikesan, para penyelidik berjaya menentukan taburannya: kira-kira 76% berada di ruang antara galaksi, kira-kira 15% dalam ‘halo’ galaksi, dan baki 9% berada dalam galaksi — terutamanya dalam bentuk bintang dan gas.
“Kita kini boleh beralih kepada misteri yang lebih besar mengenai jirim biasa di alam semesta,” kata Connor. “Dan seterusnya: apakah sebenarnya jirim gelap dan kenapa ia begitu sukar untuk dikesan secara langsung?”-REUTERS