这项发现可能为了解物理学最大的奥秘之一打开一扇新的窗口，研究人员 特拉维夫大学 从一开始就预测了我们通过收听无线电波可能会发现什么。他们的新研究由萨克勒物理与天文学学院的 Rennan Barkana 教授领导， 发表 在日记中 自然天文学，表明暗物质在早期宇宙中形成了“致密团块”，迫使氢气发射出强大的累积无线电信号。这很重要，因为它为探测暗物质提供了一个理论路线图，不是通过观察它，而是通过“聆听”它对宇宙最初原子的深刻影响，提供了一种在其原始、未受影响的状态下研究它的方法。
进入宇宙“黑暗时代”的窗口
我们关于早期宇宙的大部分新闻都来自美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜，该望远镜正在观测大爆炸后大约 3 亿年的第一个星系发出的光。然而，这项新研究将我们追溯到一个更加神秘和更早的时代： “宇宙黑暗时代。” 这一时期，即大爆炸后仅一亿年，是单颗恒星形成之前的时期。宇宙是一锅黑暗、看不见的汤，由两种主要成分组成：氢气和神秘的暗物质，我们知道暗物质构成了宇宙中的大部分物质。
如何探测看不见的东西
你无法直接看到暗物质。那么，你如何研究它呢？研究人员进行了计算机模拟来寻找其特征。他们预测，在黑暗时代，暗物质的分布并不均匀。它聚集成 密集的团块，或“金块”，其大小和形状取决于暗物质本身的未知属性。虽然这些团块是看不见的，但它们的重力却不可见。它们会强有力地吸入充满宇宙的丰富氢气。当这种气体落入暗物质的引力范围时，它会发射出强烈的无线电波。虽然任何单个团块的信号都太微弱，但研究小组预测 “累积效应” 所有这些团块将在整个天空中产生可检测的“平均射电强度”。聆听这个信号可以告诉我们产生它的团块，从而了解暗物质本身的性质。当然，有一个问题。你在地球上听不到这个古老的宇宙广播电台。来自黑暗时代的特定无线电波是 被我们星球的大气层阻挡。为了进行调谐，我们需要在太空中安装射电望远镜，而最好的位置是月球。月球表面提供了完美的监听站：它没有大气层来阻挡信号，而且同样重要的是，它免受来自我们自己的手机、Wi-Fi 和卫星的持续不断的、震耳欲聋的人造无线电干扰。这个曾经纯粹是科幻小说的想法突然变得可信。一场新的全球月球竞赛正在进行中，美国、欧洲、中国和印度都在规划新的探月任务，并积极为其寻找重大科学目标。当第一颗恒星点燃时，“宇宙黑暗时代”最终以“宇宙黎明”结束。这些第一颗恒星发出的光戏剧性地 放大原始无线电信号，使其变得更强。这种更响亮、更晚的信号是大型新型地面望远镜的信号，例如 平方公里阵列 (SKA) 在澳大利亚，正在建造寻找。 SKA 是一个涉及 80,000 个天线的全球合作项目，它将尝试绘制这个放大信号的地图，以找出第一批恒星和暗物质团块的位置。权衡很简单：“宇宙黎明”信号更响亮，但正如巴卡纳教授指出的那样，它也“更难以解释”，因为恒星本身会添加自己的复杂噪音。相比之下，“宇宙黑暗时代”是一个 “原始实验室”——唯一永远存在的。这是我们在宇宙的其他烟花燃放并“污染”证据之前研究暗物质在其原始状态下的行为的唯一机会。
