研究人員計劃利用月球周圍的靜軌道來研究宇宙的“黑暗時代”。他們的小型衛星將搜尋古老的氫信號和宇宙線索。天文學家希望通過部署一艘小型航天器來揭示有關“宇宙黎明”的見解，該航天器旨在繞月球背面運行，探測來自太空的“古老低語”。

英國主導的“宇宙立方體”探測器的藝術效果圖。該探測器將在月球背面軌道運行，負責監聽來自早期宇宙的“古老低語”。圖片來源：Nicolo Bernardini（SSTL有限公司）和Kaan Artuc（劍橋大學）

此次任務的目的是探索宇宙大爆炸后不久的宇宙初期，當時太空一片黑暗，沒有恒星和星系。

然而，探索這個宇宙“黑暗時代”需要一個沒有干擾的環境。地球充滿了大氣擾動和電子噪聲，對捕捉如此微弱的無線電信號構成了巨大的挑戰。

宇宙立方體衛星模型在皇家航空航天實驗室（RAL Space）設施中進行熱真空測試。圖片來源：威爾·格蘭杰博士，皇家航空航天實驗室

在達勒姆舉行的皇家天文學會 2025 年全國天文學會議上提出這一建議的埃洛伊·德萊拉·阿塞多博士說：“這就像是試圖在隔壁舉行一場喧鬧的音樂會時聽到耳語一樣。”

這使得接收數十億年前的微弱信號變得非常困難。為了探測到來自氫（早期宇宙中最早、最基本、最豐富的化學元素）的特殊無線電信號，我們需要它處于安靜的狀態?！斑@就是為什么我們提議發射一顆小型衛星繞月球運行，并探測信號，該信號可以提供有關一切如何開始以及星系等結構最終如何形成的線索?！?/p>

英國主導的 CosmoCube 任務旨在從月球背面進行操作，月球體將充當一個巨大的屏障，阻擋來自地球的無線電干擾。

位于這個安靜區域，航天器將能夠“聆聽”“古老的低語”，并收集有關宇宙黑暗時代和宇宙黎明的寶貴數據——這些時代在現代宇宙學中大部分仍是未知的。

宇宙黑暗時代的描繪，即大爆炸之后、第一批恒星和星系形成之前。圖片來源：科羅拉多大學博爾德分校

劍橋大學卡文迪什射電天文學和宇宙學負責人德萊拉·阿塞多 (de Lera Acedo) 表示：“通過這樣做，CosmoCube 旨在幫助我們更好地理解我們的宇宙如何從簡單、黑暗的狀態轉變為我們今天看到的復雜、充滿光的宇宙，其中包含所有的恒星和星系。至關重要的是，它還將幫助科學家研究神秘的暗物質及其在塑造這些宇宙結構中的作用?！?/p>

CosmoCube 將配備一臺經過精細校準的低功率射電輻射計，該輻射計安裝在一個設計用于繞月運行的經濟實惠的衛星平臺上。該儀器工作頻率較低（10-100 MHz），專門用于探測隱藏在背景噪聲中的極微弱射電信號。

該任務的目標之一是調查哈勃張力——從早期宇宙測量的宇宙膨脹率與從最近的局部觀測推斷出的宇宙膨脹率之間的持續不一致。

此外，收集到的數據可以為暗物質-重子相互作用（暗物質和普通物質之間的非引力相互作用）提供新的視角，并加深我們對早期宇宙物理學的理解。

這段所謂的“黑暗時代”是觀測宇宙學中最后幾個未被探索的前沿領域之一。恒星誕生前的時期為探究宇宙結構的形成、暗物質的性質以及早期宇宙的演化提供了原始的視角。

“這些無線電波傳播的距離之遠令人難以置信，現在它們還帶來了宇宙歷史的信息，”CosmoCube 研究員、樸茨茅斯大學的戴維·培根教授說道?！跋乱徊骄褪侨ピ虑蜉^安靜的一側聽取消息?！?/p>

Cosmo Cube 得到了英國航天局科學雙邊計劃的支持，由英國牽頭的國際聯盟與劍橋大學、樸茨茅斯大學和 STFC RAL Space 的研究人員共同開發。

儀器開發正在順利進行，正在進行功能實驗室原型和環境測試，并與 SSTL Ltd 等行業合作伙伴進行關鍵合作，開發空間平臺和任務概念。

該項目團隊正在規劃一個為期 4 至 5 年的發射路線圖，目標是在 2020 年前到達月球軌道。

編譯自/scitechdaily