日本科學(xué)家通過(guò)模擬宇宙“黑暗時(shí)代”中微弱的21厘米射電波，為探測(cè)暗物質(zhì)提供了潛在的新途徑。大約138億年前，宇宙經(jīng)歷了劇烈的膨脹過(guò)程，即所謂的“宇宙大爆炸”。大爆炸結(jié)束后約40萬(wàn)年，宇宙進(jìn)入了長(zhǎng)達(dá)近1億年的“黑暗時(shí)代”，在這一階段，宇宙沒(méi)有星光，環(huán)境極為幽暗。

科學(xué)界認(rèn)為，在這段時(shí)期，氫原子會(huì)釋放出波長(zhǎng)為21厘米的微弱射電信號(hào)。這些信號(hào)可能蘊(yùn)藏著宇宙早期階段的重要線索。

來(lái)自日本筑波大學(xué)和東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用先進(jìn)超級(jí)計(jì)算機(jī)，模擬了不同暗物質(zhì)模型下21厘米信號(hào)的強(qiáng)度。暗物質(zhì)是一種不可見(jiàn)物質(zhì)，約占宇宙總物質(zhì)的80%，但至今其本質(zhì)仍是科學(xué)界的一大謎團(tuán)。

通過(guò)重建早期宇宙中氣體與暗物質(zhì)的分布，研究人員能夠精確計(jì)算出黑暗時(shí)代期間這些射電發(fā)射的強(qiáng)度。結(jié)果顯示，氫氣在黑暗時(shí)代會(huì)產(chǎn)生大約1毫開(kāi)爾文（千分之一攝氏度）左右的亮度溫度信號(hào)。更重要的是，暗物質(zhì)預(yù)計(jì)會(huì)引發(fā)與此量級(jí)相似的信號(hào)變化。如果能夠在約45兆赫茲的寬頻帶上觀測(cè)到全球信號(hào)，科學(xué)家將可以據(jù)此推斷暗物質(zhì)粒子的質(zhì)量與速度。

當(dāng)前，包括日本“月讀計(jì)劃”在內(nèi)的多項(xiàng)月球探測(cè)任務(wù)正在籌備在月球上建設(shè)射電望遠(yuǎn)鏡。未來(lái)若能觀測(cè)到這些微弱信號(hào)，將有望解開(kāi)暗物質(zhì)的奧秘。

編譯自/ScitechDaily