قبل ظهور النجوم بزمن طويل، كان الكون مليئًا بالهيدروجين البارد. هذا الغاز يعرف كيف "يغني" — يصدر موجات راديوية بطول 21 سنتيمترًا. عندما أضاءت النجوم والمجرات الأولى، بدأ ضوءها فوق البنفسجي في نزع الإلكترونات من ذرات الهيدروجين، محولاً الغاز المتعادل إلى غاز مؤين. بدأ غناء الهيدروجين يخفت، ولكن ليس في كل مكان دفعة واحدة، بل في بقع — حيث كان الضوء أكثر.
كبرت هذه البقع، واندمجت مع بعضها البعض، وفي لحظة ما تشكلت من الفقاعات المتناثرة شبكة موحدة من الغاز المتأين. يُسمى هذا الانتقال بالترشيح (percolation) — كما لو أن الماء تسرب عبر شقوق في الصخر ثم اتصل فجأة في تيار واحد. اللحظة التي يحدث فيها هذا حساسة جدًا لنوع مصادر الضوء التي أضاءت أولاً: مجرات صغيرة عديدة أم ثقوب سوداء نادرة ولكنها ساطعة.
أخذ مؤلفو الدراسة الجديدة في الاعتبار أننا ننظر إلى الكون ليس من الخارج بل من الداخل، وأن الضوء القادم من الأجسام البعيدة يستغرق مليارات السنين للوصول إلينا. لذلك نحن لا نرى لحظة زمنية واحدة، بل "نقانق" كاملة من عصور مختلفة معلقة على خط الرؤية. اتضح أن هذا التأثير يشوش صورة الترشيح قليلاً، لكن إذا أخذنا قطعة واسعة بما فيه الكفاية من السماء، يمكننا استعادة اللحظة الحقيقية لاندماج الفقاعات. وهذا سيساعد في التمييز بين السيناريوهات التي قامت فيها مجرات صغيرة بتأيين الكون، وتلك التي لعبت فيها الثقوب السوداء الدور الرئيسي.
وهكذا، من خلال مراقبة الهمس الراديوي الهادئ للهيدروجين، يأمل علماء الفلك في سماع صدى الفجر الأول — الوقت الذي امتلأ فيه الكون بالضوء لأول مرة.
الطول الموجي 21 سنتيمترًا ليس صدفة: إنه أكبر بمليارات المرات من حجم ذرة الهيدروجين نفسها، لذلك هذه الموجات الراديوية لا تمتصها الغبار الكوني تقريبًا ويمكن أن تخبرنا عن أبعد زوايا الكون.