الحليب المغلي يُغطى بطبقة رغوية ترتجف. من حركاتها يمكن تخمين قوة النار تحت القدر ودسم الحليب. بطريقة مشابهة، يتأمل الفيزيائيون الفلكيون إشعاع الخلفية الكونية الميكروي — أقدم ضوء ميكروي وصل إلينا من عصر كان فيه عمر الكون 380 ألف سنة فقط. هذا الإشعاع ليس أملس تمامًا: فهو يحمل تموجات، فروقًا صغيرة في درجة الحرارة. وهذه التموجات تحتفظ بذاكرة ما حدث في اللحظات الأولى.
في تلك الأزمنة، كان الفضاء يمتلئ بسرب كامل من الجسيمات الخفيفة شبه غير المحسوسة — النيوترينوات (جسيمات شبحية لا تتفاعل تقريبًا مع المادة) وربما أخرى لم تُكتشف بعد. كانت تندفع بسرعات هائلة، تتصادم، تتناثر، وطاقتها الإجمالية أثرت في كيفية تبريد الكون وتمدده. أثر هذا التأثير طُبع في تموجات الخلفية الميكروية. المهمة الرئيسية هي قياس كم كان عدد هذه الجسيمات بالضبط. يسمي الفيزيائيون هذا المعامل Neff — العدد الفعال لأنواع النيوترينوات، والذي يبين كم نوعًا من الجسيمات الخفيفة وُجد في الكون المبكر. إذا تبين أنه أكبر قليلًا من ثلاثة، فهذا يعني أن في الطبيعة شيئًا ما وراء الأنواع الثلاثة المعروفة من النيوترينوات.
العمل الجديد مخصص لتجربة مستقبلية CMB-S4 — شبكة تلسكوبات ستقوم بمسح السماء لسنوات بحثًا عن هذه التموجات. حسب المؤلفون الدقة التي يمكن بها لأشكال مختلفة من مواقع التلسكوبات قياس Neff. أفضل مخطط من بين تلك التي تم النظر فيها سيصل على مدى سبع سنوات من المراقبة إلى خطأ أقل من 0,03. هذا كافٍ لرصد حتى نوع جديد واحد من الجسيمات الشبحية بشكل موثوق. للمقارنة، قاموا أيضًا بحساب الحد المثالي غير القابل للتحقيق عمليًا — ما يمكن رؤيته إذا التقطت التلسكوبات كل الإشارة الممكنة دون تشويش. هذا يُظهر أين يمكن النمو أكثر.
مثل هذا القياس الدقيق لـ Neff ليس مجرد مطاردة لرقم قياسي. إنه يربط عدة عصور: الكسور الأولى من الثانية عندما وُلدت الجسيمات؛ الدقائق الأولى عندما بدأت نوى العناصر الخفيفة تتجمع من البروتونات والنيوترونات؛ و380 ألف سنة عندما استطاع الضوء أخيرًا أن يطير بحرية عبر الفضاء المبرد. بالعودة إلى قدرنا: من ارتجاف طبقة الحليب الرغوية يمكن الآن معرفة ليس فقط قوة النار، بل أيضًا ما إذا كان في الحليب مكوّن سري أُضيف في البداية.
النيوترينوات منتشرة جدًا لدرجة أنه كل ثانية يمر عبر ظفر إبهامك حوالي 100 مليار من هذه الجسيمات القادمة من الشمس، لكنك لا تلاحظ ذلك.