Liksom flugor som fångas i en silkespindelväv, är spöklikt partiklar kända som neutrino förvirrad i en kosmisk bana av galaxer.
De har nästan ingen massa. De passerar som subatomära uppenbarelser genom annan materia och interagerar knappt med den.
Och ändå har dessa mystiska partiklar fundamentalt förändrat universums gång, avslöjar ny forskning.
När man tittade på mer än 1 miljon galaxer bestämde forskare hur neutrinos tyngdkraft påverkade de platser där galaxerna först samlades efter Big Bang. Resultaten ger en glimt av vad forskare tycker är det tidigaste observerbara ögonblicket efter Big Bang.
Det nya resultatet "ökar styrkan i vår övertygelse om att vi verkligen förstår hur universum utvecklades från ungefär en sekund efter Big Bang och framåt", säger studiens medförfattare Dan Green, en kosmolog vid University of California San Diego.
Från hett röra till spöklikt webb
Strax efter Big Bang var universum en soppig röra av neutrino, elektroner, neutroner, protoner och fotoner. En sekund in var neutrino - de lättaste och minst samverkande av partiklarna - de första som skilde sig från resten av saken och zoomade ut i universums expanderande utrymme med nästan ljusets hastighet. Forskare kallar denna distribution av första neutrinoer för kosmisk neutrinobakgrund.
Spola framåt cirka 380 000 år, och universum svalnade tillräckligt för att protoner och elektroner gick samman i atomer och släppte universumets första ljus - den kosmiska mikrovågsbakgrunden. Den snabba utvidgningen av partiklarna utåt minskade när atomer, dragna av tyngdkraften, började klumpa samman. Övertid, galaxer ympade vid de större klumparna med högsta densitet och bildar så småningom banan av galaxer som är synliga över universum idag.
Den kosmiska mikrovågsbakgrunden kan ge en glimt av den ursprungliga fördelningen av materien i det ganska tidiga universum. Men protonerna och elektronerna var inte de enda saker som påverkade universums struktur - neutrinoer spelade också en roll.
Eftersom neutrinoerna först lämnade soppan av partiklar och knappt har interagerat med någonting sedan, avvecklades de på något annorlunda platser än atomerna. Detta, antagit forskare, lämnade en liten men synlig effekt på strukturen på den kosmiska webben. Genom att studera 1,2 miljoner galaxer bekräftade forskarna att neutrinos tyngdkraft något förändrade strukturen på nätet. Deras resultat publicerades 25 februari i tidskriften Nature Physics.
Tidigare hade forskare bara sett indirekta antydningar om neutrinoernas effekter inom den kosmiska mikrovågsbakgrunden. "Detta är det första beviset från distributionen av materia och galaxer," berättade Green för Live Science
Medan den kosmiska mikrovågsbakgrunden ger en ögonblicksbild av universum efter några hundra tusen år, kan den kosmiska neutrinobakgrunden skapa de första tusen sekunderna, vilket ger den tidigaste blicken på det observerbara universum.
Idag fortsätter neutrinoer att undvika forskare som studerar dem, eftersom de interagerar så svagt med atomer, mörk materia och till och med andra neutrino. De nya resultaten, som visar den svaga växelverkan mellan neutrino och materia, kan också hjälpa forskare att bättre förstå dessa svårfångade partiklar på mindre skalor här på jorden, berättade Green för Live Science.
"Det finns en nära koppling mellan storskaliga och småskaliga studier av neutrino," sade Bill Louis, en fysiker vid Los Alamos National Laboratory som inte var inblandad i den nya forskningen. "Att kombinera storskaliga och småskaliga studier hjälper oss att förstå mer om både neutrino och kosmologi."
Upptäckten kanske till och med kan hjälpa till att avgöra om det finns en annan typ av neutrino förutom de tre som redan är kända, berättade Louis för Live Science.
