سافر ضوء الكويزار J0744+2052 إلينا طيلة 12 مليار سنة تقريباً. وفي طريقه، اخترق سحباً من الهيدروجين، التي اقتطعت من طيفه خطوطاً داكنة ضيقة — كما يترك المشط أسناناً متقاربة. هذا النمط يسميه الفلكيون غابة لايمان ألفا. لكن في هذا المشط المتقارب، كانت إحدى «الأسنان» أعرض بوضوح من البقية، وهي التي كشفت سر الكون المبكر.
قبل نحو 13 مليار سنة، اشتعلت النجوم الأولى. وبدأ إشعاعها القوي عملية إعادة التأين (Reionization) — التي أعادت تأيين الهيدروجين المتعادل. ونمت حول النجوم فقاعات عملاقة من البلازما (غاز ما بين المجرات) الساخن والشفاف. تمددت الفقاعات وتصادمت، مثل بالونات تنتفخ، مولّدةً موجات صوتية. نجحت هذه الموجات في تنعيم كثافة الغاز إلى حجم واحد — تماماً كما تترك الأمواج على الرمال شبكة منتظمة من التموجات.
في الدراسة الجديدة، حلل العلماء أطياف عدة كويزارات بعيدة عند انزياحات حمراء مختلفة، أي أبعاد مختلفة عنا. وطبقوا نموذجاً واستخلصوا مقياس التنعيم المميز. عند مسافة تعادل 12 مليار سنة ماضية، بلغ المقياس نحو 31 كيلو فرسخ فلكي، وكلما اقترب منا وصل إلى 34 كيلو فرسخ فلكي. للمقارنة: هذا تقريباً قطر مجرتنا درب التبانة.
هذا المقياس هو بمثابة شوكة رنانة لتاريخ تسخين الكون. وهو لا يعتمد على افتراضات أخرى، ويتيح معايرة دقيقة جداً لتحليل غابة لايمان ألفا. في السابق، كان التسخين يُستدل عليه فقط من التشويش العام للتفاصيل الصغيرة، أما الآن فيمكن قياس درجة حرارة الغاز مباشرة. والأهم أن هذه الطريقة تساعد في فصل التأثيرات الحرارية عن تأثير المادة المظلمة: فجسيمات المادة المظلمة الخفيفة تنعم التفاوتات أيضاً، لكن بمقاييس مختلفة.
وهكذا، فإن الضوءَ الذي قطع 12 مليار سنة عبر توسع الكون، أوصل إلينا صوت الفجر الكوني — وقد بدأنا للتو في الإصغاء إليه.
نموذج بسيط تُمثل فيه الفقاعات كراتٍ متوسعة بشكل منتظم، طابق البيانات بدقة مذهلة. بعد عصر إعادة التأين، كان في حجم مكعب طول ضلعه قرابة عشرة مجرات يطفو في المتوسط 11 فقاعة من هذا النوع، تتمدد بسرعة الصوت.