Міжнародна команда науковців змоделювала дуже слабкий радіосигнал із перших сотень мільйонів років після Великого вибуху — періоду, коли ще не існувало зірок і галактик. Дослідники вважають, що ці сигнали можуть допомогти зрозуміти, з чого складається темна матерія — одна з найбільших загадок фізики.
Йдеться про період, який астрономи називають «Темними віками» — перші 100 мільйонів років після Великого вибуху. У цей час у Всесвіті існували лише водневі хмари. За словами науковців, слабке радіовипромінювання від атомів водню може «нести» інформацію про властивості темної матерії.
Вловити такий сигнал із Землі практично неможливо: він надто слабкий, а людська радіоактивність і атмосфера заважають спостереженням. Але на зворотному боці Місяця таких перешкод немає — це ідеальне місце для подібних досліджень.
«Наші моделювання показують, що відмінності між теплим і холодним типами темної матерії відображаються у стародавньому радіосигналі», — пояснив керівник дослідження Хюнбе Пак з Університету Цукуби.
Темна матерія — це невидима субстанція, яка становить близько 80% усієї матерії у Всесвіті. Вона не випромінює світла, але впливає на гравітацію й формування галактик.
Одне з ключових питань — маса частинок темної матерії.
Якщо частинки легкі — це «тепла» темна матерія, яка не дає формуватися дрібним структурам.
Якщо частинки масивні — це «холодна» темна матерія, що навпаки сприяє появі малих об’єктів, як-от карликові галактики.
Розуміння, який тип є правильним, допоможе уточнити фізичні моделі про походження і розвиток Всесвіту.
Дослідники відтворили еволюцію газових хмар у період «Темних віків» за допомогою комп’ютерних симуляцій. Вони показали, як газ охолоджувався та ущільнювався під впливом темної матерії, створюючи невеликі скупчення. Ці зміни залишили відбиток у 21-сантиметровому радіосигналі водню.
«Ми бачимо, що сила цього сигналу суттєво залежить від типу темної матерії. Майбутні місії на Місяць зможуть відрізнити ці варіанти», — зазначили автори статті.
Сигнал із частотою близько 50 мегагерців перекривається з радіохвилями, які створює людство. Іоносфера Землі також спотворює ці хвилі, тож виявити сигнал наземними засобами практично неможливо.
Зворотний бік Місяця позбавлений таких завад. Там планують розміщувати спеціальні антени — це одна з цілей майбутніх космічних місій. Серед них — японський проєкт Tsukuyomi, американська програма CLPS та китайська DSL.
Попри технологічні й фінансові складнощі, створення місячних обсерваторій стає дедалі реальнішим завданням. Учені сподіваються, що вже найближчими десятиліттями ці спостереження дадуть змогу точно визначити масу частинок темної матерії та наблизять нас до розв’язання однієї з головних космічних загадок.
Джерело:techno.nv.ua
