在大爆炸后不久发生了什么，我们了解得很少，但现在研究人员希望通过利用月球的黑暗面来揭示这一问题。科学家们希望将一个手提箱大小的卫星送入月球轨道，利用它在经过远离地球的一侧时收集的数据，寻找早期宇宙中由中性氢原子发出的无线电频率信号，更具体地说，这颗卫星被昵称为“宇宙立方”，将寻找被称为21厘米线的信号。关键是，信号越老，其波长就被拉伸（或红移）到更长的波长，从而提供一个相对于宇宙微波背景辐射追踪其强度的方式。“我们通过观察这个信号追踪的主要信息是早期宇宙中气体的物理温度，”来自剑桥大学卡文迪什实验室的首席作者埃洛伊·德·莱拉·阿塞多教授表示。通过21厘米信号像温度计一样，研究团队希望研究被称为“黑暗时代”的开始事件，大约是在大爆炸后的38万年，通过宇宙黎明，第一次星星和星系出现，到被称为再电离时期的结束，大约是在大爆炸后10亿年。“气体的温度受当时宇宙中发生的事情的影响，”德·莱拉·阿塞多表示。此外，他指出，预计21厘米信号的幅度和形状会受到暗物质的影响，提供了一种研究这一宇宙神秘成分性质的方式。正在测试中的宇宙立方代表模型。21厘米线是早期宇宙中中性氢原子发出的无线电频率信号。照片：RAL数字创意服务 / STFC - UKRI 研究人员之前曾试图检测21厘米线。然而，使用地球上的仪器进行这项工作非常困难。信号不仅非常微弱，而且人造技术——从调频收音机到飞机通信——可能会导致干扰。在《自然天文学》期刊上，德·莱拉·阿塞多和同事们表示，其他挑战包括地球电离层造成的干扰。虽然位于澳大利亚的EDGES（探测全球EoR信号的实验）无线电望远镜的专家声称已经找到了21厘米线，但其结果却引发了质疑。负责宇宙立方任务的团队表示，预计此任务将持续两年，从月球的远端进行观察应能避免地面仪器面临的许多挑战。“总成本预计不到5000万英镑，而发射日期——我们预计在五年内，”德·莱拉·阿塞多表示，并补充说宇宙立方已经获得了英国航天局超过200万英镑的资金。朱德雷尔银行天体物理研究中心的宇宙学教授菲尔·布尔对此计划表示欢迎，他并未参与该项目。“宇宙立方的测量将帮助我们理解宇宙起源的主要成分——导致第一批恒星和星系形成的过程，并在所谓的宇宙黑暗时期之后点亮宇宙，”他说。但是，布尔指出，宇宙立方并不是唯一试图进行这些测量的任务，其他任务可能会先行一步。“更令人担忧的是，其他计划中的月球任务可能会带来正是该任务试图规避的人为无线电噪声，”他说，“这是一场与时间的竞赛。”请于9月3日加入我们，在伦敦Kings Place与《卫报》科学周刊的主持人迈克尔·萨菲进行现场录制。点击此处购买您的门票。