История нашей Вселенной, начавшаяся около 13,8 миллиарда лет назад с Большого взрыва, хранит множество тайн. Одной из самых загадочных эпох являются так называемые «темные века» – период, который наступил примерно через 400 тысяч лет после рождения космоса. В это время, до появления первых звезд и галактик, Вселенная была погружена в темноту, но не в полную тишину. Ученые полагают, что в этой первозданной пустоте атомы водорода испускали едва уловимые радиоволны.
Эти древние сигналы, известные как излучение на волне 21 сантиметр, могут содержать бесценную информацию о самых ранних этапах формирования космических структур. Исследователи из Университета Цукуба и Токийского университета использовали мощные суперкомпьютеры для создания детальных симуляций молодой Вселенной. Их цель – понять, как именно выглядел бы этот радиосигнал и какое влияние на него оказывала темная материя, загадочная субстанция, составляющая около 80% всей материи в космосе.
Моделирование показало, что флуктуации, вносимые темной материей, должны оставлять в этом реликтовом излучении отчетливый след. По расчетам, усредненная по небу температура яркости сигнала составляет всего одну тысячную долю градуса – милликельвин, а вариации, вызванные темной материей, имеют сопоставимую величину. Таким образом, измерив характеристики этого сигнала, астрономы смогут получить прямые данные о свойствах частиц темной материи, включая их массу и скорость.
Обнаружить столь слабый сигнал с Земли практически невозможно. Наша планета окутана атмосферой и насыщена радиопомехами от человеческой деятельности, которые полностью заглушают древнее эхо Вселенной. Идеальным местом для таких наблюдений является обратная сторона Луны – естественный щит, блокирующий весь земной «радиошум». Именно поэтому научное сообщество возлагает большие надежды на грядущие лунные миссии.
Проекты, подобные японскому «Цукуёми», планируют разместить на поверхности Луны сверхчувствительные радиотелескопы. Если этим инструментам удастся уловить слабый шепот из «темных веков», это станет настоящим прорывом. Человечество не только получит новый мощный инструмент для изучения рождения Вселенной, но и, возможно, наконец приблизится к разгадке одной из главных тайн современной физики – природы темной материи.
