研究古代無線電信號或可揭示暗物質的真實本質

特拉維夫大學科學家日前提出了一種全新的暗物質研究方法，通過追蹤宇宙早期“黑暗時代”留下的微弱射電波，有望揭開暗物質的神秘面紗。

研究顯示，暗物質團簇在早期宇宙中吸引氫氣，促使其釋放出射電信號。這些信號至今可能仍在宇宙中傳播，為科研人員提供了直接探測暗物質的新途徑。

特拉維夫大學研究團隊首次預測了可被探測到的古老射電波——這些信號源自宇宙的“黑暗時代”，即恒星尚未誕生之前。暗物質在這一時期形成高密度團簇，并吸引氫氣發生強烈射電輻射。通過追蹤這些微弱宇宙回聲，科學家們或能揭示暗物質的真實屬性。此次研究由特拉維夫大學薩克勒物理與天文學院的Rennan Barkana教授領銜，成果已發表于《自然天文學》雜志，參與者包括來自日本、印度與英國的學者。

團隊指出，“黑暗時代”的射電信號波長極長，地球大氣層無法接收，必須在太空甚至在月球表面建立射電望遠鏡進行探測。隨著美、中、歐、印等國推進登月任務，未來在月面部署大口徑射電望遠鏡正變得愈發可行。本項研究為月球基地科學目標提供了新方向——即利用月球環境捕捉宇宙“黑暗時代”遺留的信號。

Barkana教授介紹：“詹姆斯·韋伯空間望遠鏡已探測到距今約3億年、最早期的銀河系。我們的研究聚焦于更古老、更神秘的100百萬年時期，即宇宙‘黑暗時代’。計算模擬顯示，暗物質在該時期正形成高密度團簇，并吸引氫氣發射射電波。團塊大小受暗物質屬性影響，因此可幫助揭示其本質。雖然這些團簇無法直接觀測，但可通過氫氣的射電信號進行推斷。我們預測，利用射電天線測量天空平均射電強度即可捕捉這些信號。”

“黑暗時代”射電信號雖然微弱，但若能克服觀測難題，將為暗物質研究打開新窗口。稍后的“宇宙黎明”時期，恒星誕生和星光影響將進一步增強該信號，更易被地面望遠鏡捕捉，但因星系形成復雜，數據解讀難度更大。大型射電陣列（如澳大利亞的‘平方公里陣列’SKA項目）也在研制中，通過全天空射電成像尋找強弱規律，進一步揭示暗物質特性。

團隊認為，早期宇宙的“純凈”環境為暗物質屬性研究提供理想實驗室，而當前宇宙的暗物質已與恒星和星系發生復雜相互作用。Barkana教授表示：“隨著射電天文學技術革新，我們正步入探索宇宙新階段。物理學的圣杯即揭示暗物質定義、構成及屬性，而宇宙‘黑暗時代’的射電信道或將帶來突破。”

編譯自/ScitechDaily