Para ilmuwan telah lama bergulat dengan teka-teki hilangnya sebagian besar materi biasa di alam semesta. Materi biasa, yang meliputi segala sesuatu mulai dari gas dan debu hingga bintang, planet, dan bahkan kita sendiri, diperkirakan hanya membentuk sekitar 15% dari total materi di alam semesta. Sisanya adalah materi gelap misterius. Namun, pencarian keberadaan seluruh materi biasa ini terbukti sulit, dengan sekitar separuhnya tidak dapat dilacak.
Kini, berkat bantuan semburan gelombang radio dahsyat yang berasal dari 69 titik berbeda di kosmos, misteri ini akhirnya terpecahkan. Para peneliti telah menemukan bahwa materi yang "hilang" ini bersembunyi di ruang luas antara galaksi, dalam bentuk gas yang sangat tipis.
Gas tipis ini membentuk medium intergalaksi, semacam kabut kosmik yang membentang di antara galaksi-galaksi. Keberadaan gas ini terdeteksi karena efeknya pada gelombang radio yang melintas di ruang angkasa.
Sebelumnya, para ilmuwan telah menghitung jumlah total materi biasa berdasarkan sisa-sisa cahaya dari peristiwa Big Bang yang terjadi sekitar 13,8 miliar tahun lalu. Namun, mereka tidak pernah berhasil menemukan separuh dari materi tersebut.
Pertanyaan besar yang selama ini menghantui para ilmuwan adalah: di mana materi ini bersembunyi? Jawabannya ternyata terletak di jaring kosmik tipis yang terbentang luas, jauh dari pusat galaksi. Sebagian kecil dari materi yang hilang juga ditemukan di halo materi yang mengelilingi galaksi, termasuk galaksi Bima Sakti kita.
Materi biasa tersusun dari barion, yaitu proton dan neutron, partikel subatomik yang menjadi bahan dasar atom. "Kita, planet, dan bintang terbuat dari barion," jelas para ilmuwan. Sementara itu, materi gelap masih menjadi misteri besar. Kita belum tahu partikel atau zat apa yang membentuknya. Kita tahu persis apa itu materi biasa, tetapi kesulitan kita terletak pada menemukan keberadaannya.
Lantas, bagaimana begitu banyak materi biasa bisa tersebar jauh dari galaksi? Jawabannya terletak pada proses-proses dahsyat yang terjadi di alam semesta. Ledakan supernova dari bintang-bintang masif dan aktivitas lubang hitam supermasif di pusat galaksi dapat mengeluarkan sejumlah besar gas ke ruang antargalaksi.
Proses-proses fisik yang ekstrem ini mengaduk materi biasa ke jarak yang sangat jauh dan membuangnya ke alam semesta. Gas ini berada dalam bentuk plasma, di mana elektron dan protonnya terpisah.
Untuk mendeteksi dan mengukur materi biasa yang hilang ini, para ilmuwan memanfaatkan fenomena yang disebut semburan radio cepat (FRB). FRB adalah denyutan gelombang radio yang sangat kuat yang berasal dari titik-titik jauh di alam semesta. Meskipun penyebab pastinya masih menjadi misteri, hipotesis utama adalah bahwa FRB dihasilkan oleh bintang neutron yang sangat termagnetisasi, sisa-sisa padat dari bintang masif yang mati dalam ledakan supernova.
Ketika gelombang radio dari sumber FRB mencapai Bumi, ia mengalami penyebaran ke dalam panjang gelombang yang berbeda, seperti prisma yang memecah cahaya matahari menjadi pelangi. Tingkat penyebaran ini bergantung pada jumlah materi yang dilalui oleh gelombang radio, sehingga memberikan cara untuk mendeteksi dan mengukur materi di tempat-tempat yang seharusnya tidak ditemukan.
Para ilmuwan menggunakan gelombang radio yang berasal dari 69 FRB, yang sebagian besar ditemukan menggunakan jaringan 110 teleskop yang disebut Deep Synoptic Array di Observatorium Radio Owens Valley milik Caltech di dekat Bishop, California. Jarak terjauh FRB yang digunakan dalam penelitian ini mencapai 9,1 miliar tahun cahaya dari Bumi.
Dengan terpecahkannya misteri materi biasa yang hilang, para peneliti kini dapat menentukan distribusinya. Sekitar 76% berada di ruang antargalaksi, 15% di halo galaksi, dan 9% sisanya terkonsentrasi di dalam galaksi, terutama dalam bentuk bintang atau gas.
"Kita sekarang dapat beralih ke misteri yang lebih penting mengenai materi biasa di alam semesta," kata para ilmuwan. "Dan lebih dari itu: apa sifat materi gelap dan mengapa begitu sulit untuk diukur secara langsung?"
