Слаб сигнал от тъмните векове на Вселената може да разкрие тъмната материя

Ваня Милева Последна промяна на 03 February 2026 в 00:00 19018 0

Симулирани разпределения на студена и топла тъмна материя са показани с помощта на частици, цветово кодирани по температура, заедно с илюстрация на лунни телескопи.

Кредит Hyunbae Park, University of Tsukuba
Симулирани разпределения на студена и топла тъмна материя са показани с помощта на частици, цветово кодирани по температура, заедно с илюстрация на лунни телескопи.

След Големия взрив, Вселената е преминала през дълъг, тъмен период, преди да се образуват първите звезди. През този период водородът е излъчвал слаб радиосигнал, който все още може да бъде засечен днес. Нови симулации показват, че този сигнал може да бъде леко повлиян от тъмната материя, оставяйки измерим "пръстов отпечатък". Ако се изградят радиотелескопи на Луната, те биха могли потенциално да засекат този сигнал, хвърляйки светлина върху една от най-големите загадки на астрономията.

Вселената е започнала преди приблизително 13,8 милиарда години с Големия взрив, момент на изключително бързо разширяване. Около 400 000 години по-късно, след като космосът се е охладил достатъчно, за да образува атоми, започва дълга и спокойна фаза, известна като "тъмните векове". Този период е продължава около 0,1 милиарда години и е завършил едва когато са се образували първите звезди и галактики и са започнали да излъчват светлина.

История на Вселената. Инфографика: NASA. Превод: НаукаOFFNews

Въпреки че Вселената е била тъмна през този период, тя не е била напълно безшумна. Учените смятат, че водородните атоми излъчват много слаби радиовълни с дължина на вълната 21 см – сигнал, за който за първи път е изказана хипотеза от холандския астроном Хендрик ван ден Хулст през 1944 г. Смята се, че тези сигнали съдържат ценна информация за най-ранните етапи от космическата история.

Симулиране на ранната Вселена и тъмната материя

Използвайки усъвършенствани числени симулации, изследователи от Университета в Цукуба и Университета в Токио са изследвали как този 21-сантиметров сигнал може да се държи при различни теории за тъмната материя. Тъмната материя е невидима форма на материя, която съставлява около 80% от цялата материя във Вселената.

Чрез симулиране на структурата и движението на газ и тъмна материя в ранната Вселена на мощни суперкомпютри, изследователският екип успява да предскаже силата на радиоизлъчването през тъмните векове с безпрецедентна точност.

The Signature of Sub-galactic Dark Matter Clumping in the Global 21-cm Signal of Hydrogen. Hyunbae Park et. al. https://arxiv.org/abs/2509.11055

[image or embed]

— AstroArxiv (@astroarxiv.bsky.social) September 16, 2025 at 12:02 PM

Какво може да разкрие сигналът от тъмната материя

Симулациите показват, че водородният газ е произвеждал отчетлив сигнал през тъмните векове с температура от около 1 миликелвин (една хилядна от градуса), осреднена по цялото небе. Важно е да се отбележи, че се очаква тъмната материя да причини вариации в този сигнал с подобна величина. Измерването на общия радиосигнал в широк честотен диапазон от около 45 MHz би могло да даде важна информация за тъмната материя, включително масата и скоростта на частиците.

LuSEE-Night преминава през окончателно сглобяване в Лабораторията за космически науки към Калифорнийския университет, Бъркли (вляво), и тестове във Firefly Aerospace край Остин, Тексас (вдясно). Кредит: Firefly Aerospace LuSEE-Night преминава през окончателно сглобяване в Лабораторията за космически науки към Калифорнийския университет, Бъркли (вляво), и тестове във Firefly Aerospace край Остин, Тексас (вдясно). Кредит: Firefly Aerospace

Илюстрация на конструкция със слънчеви панели отстрани на повърхността на Луната. В илюстрация на художник, радиотелескопът LuSEE-Night е разположен на спускаемия модул Blue Ghost 2 на Firefly Aerospace, който ще го отведе до обратната страна на Луната. Кредит: Firefly Aerospace

Защо астрономите гледат към Луната

За да открият такъв изключително слаб сигнал, астрономите се нуждаят от място, свободно от смущения от земната атмосфера и човешките технологии. Поради това няколко бъдещи лунни мисии, включително японския проект "Цукуйоми", целят да разположат радиотелескопи на Луната. Ако тези лунни инструменти успеят да уловят древния радиосигнал, те биха могли да осигурят мощен нов начин за изследване на природата на тъмната материя и да задълбочат разбирането ни за произхода на Вселената.

Справка: Hyunbae Park, Rennan Barkana, Naoki Yoshida, Sudipta Sikder, Rajesh Mondal, Anastasia Fialkov, The signature of subgalactic dark matter clumping in the global 21-cm signal of hydrogen. Nature Astronomy, 2025; 9 (11): 1723.

Източници: 

A faint signal from the Universe’s dark ages could reveal dark matter, University of Tsukuba, Science Daily

The Quest to Build a Radio Telescope That Can Hear the Cosmic Dark Ages,  IEEE Spectrum

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Космос

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !