وستكون التلسكوبات المقترحة قادرة على الاستماع إلى الكون بتردد 21 سنتيمترًا - وهي موجات راديو لا يمكن سماعها من الأرض بسبب الغلاف الجوي.
تمكن علماء يابانيون من تصوير موجات راديو بطول 21 سنتيمترا من العصور المظلمة للكون، مما يوفر طريقا محتملا لاكتشاف المادة المظلمة.
قبل حوالي 13.8 مليار سنة، نشأ الكون في انفجار توسعي مفاجئ عُرف بالانفجار الكبير. وبعد حوالي 400,000 ألف سنة من هذا الحدث، دخل فترة طويلة من انعدام الضوء عُرفت باسم "العصور المظلمة".
استمر هذا العصر حوالي 100 مليون سنة، حتى اشتعلت النجوم والمجرات الأولى وبدأت تُنير الكون. خلال هذه الفترة الهادئة، يُعتقد أن ذرات الهيدروجين أصدرت إشارات راديوية خافتة بطول موجي يبلغ 21 سنتيمترًا. قد تحتوي هذه الموجات القديمة على أدلة مهمة حول المراحل الأولى من عمر الكون.
استخدم علماء يابانيون محاكاة حاسوبية متقدمة لدراسة القوة المحتملة لهذه الإشارة التي يبلغ طولها 21 سنتيمترًا في ظل سيناريوهات مختلفة للمادة المظلمة. ولا تزال المادة المظلمة، تلك المادة غير المرئية التي تُشكل حوالي 80% من إجمالي المادة في الكون، لغزًا محيرًا للباحثين.
ومن خلال إعادة بناء توزيع الغاز والمادة المظلمة في الكون الشاب باستخدام أجهزة كمبيوتر عملاقة قوية، تمكن الفريق من حساب شدة هذه الانبعاثات الراديوية في العصور المظلمة بدقة كبيرة.
رسالة مخفية في الظلام
تُظهر النتائج أن غاز الهيدروجين في العصور المظلمة أنتج إشارة مميزة تُقدّر بحوالي جزء من ألف من كلفن عند درجة حرارة سطوع انبعاثات الراديو المُعدّلة في السماء بأكملها. من المهم ملاحظة أنه من المتوقع أن تُنتج المادة المظلمة تغيرات مماثلة في هذه الإشارة. ومن خلال رصد الإشارة العالمية عبر نطاق ترددي واسع (~45 ميجاهرتز)، يُمكننا بالتالي اكتشاف كتلة جسيمات المادة المظلمة وسرعتها.
تخطط عدة بعثات قمرية، بما في ذلك مشروع تسوكويومي الياباني، لبناء تلسكوبات راديوية على القمر. إذا تمكنت هذه التلسكوبات من رصد هذه الإشارة الخافتة، فقد تساعد في حل لغز المادة المظلمة.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
