雅加达 - 美国宇航局和美国能源部(DoE)的科学家计划在月球上建造一架望远镜,以寻找大爆炸后仅38万年发射的古代无线电波。
被称为月球表面电磁学实验之夜(LuSEE-Night),这是一个射电望远镜概念,将被发送到月球的背面。
在第一颗恒星形成之前,宇宙处于所谓的黑暗时代,始于大爆炸后约38万年。
新的原子开始形成并发射光子。随着宇宙随着时间的推移而膨胀,这些光子的能量已经被拉伸,成为一种假设的无线电能量来源,称为黑暗时代信号,使科学家无法观察到它们。
在地球上拾取这些波是困难的,因为巨大的干扰会阻挡信号。月球本身没有大气层,使其成为射电望远镜接收信号的理想位置。
美国能源部的科学家表示,研究这些信号可以帮助发现宇宙中一些最大谜团的答案,例如暗能量的性质或宇宙本身的形成。
“在恒星形成之前,对宇宙进行建模更容易。我们几乎可以精确地计算任何东西。到目前为止,我们只能使用称为宇宙微波背景的基准对宇宙的早期阶段做出预测,“布鲁克海文物理学家Anže Slosar在一份声明中说。
“黑暗时代的信号将提供一个新的基准。如果基于每个基准的预测不匹配,这意味着我们已经发现了新的物理学。
然而,在来自其他无线电源的噪声和干扰中寻找信号需要将探测器放置在非常孤立的地方,例如月球的远端。
“月球和地球是潮汐锁定的,这意味着月球绕自己的轴旋转的速度与绕地球旋转的速度相同。这就是为什么我们总是看到月球的同一面。但是我们看不到的一面,月球的远端,在夜间被月球自身的质量屏蔽了许多无线电干扰源,“Slosar解释说。
月球背面是一个更难操作的环境。然而,LuSEE-Night望远镜必须能够产生足够的能量,以便在变化很大的温度下保持工作。
地球和月球背面之间的通信速度也较慢,地球上的天文学家必须等待40天才能收到探测器发回的第一个信号。
“月球比火星更容易到达,但其他月球更具挑战性,”布鲁克海文仪器部门和LuSEE-Night项目仪器科学家的资深科学家Paul O'Connor说。
“在过去的50年里,只有一辆火星车登陆月球,而另外六辆火星车则去了火星,这是有原因的,火星距离是月球的100倍。这是一个真空环境,这使得散热变得困难,并且有很多辐射,“他补充说。
目标是派遣着陆器机器人降落在月球表面并使用望远镜。由劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员开发的四根三米长的天线将被打开以查找来自黑暗时代信号的无线电波。
该任务预计将于2025年作为美国宇航局商业月球有效载荷服务的一部分发射,这是一项将太空飞行合同扩展到私营公司的计划。
“LuSEE-Night不是标准的射电望远镜。它更像是一个无线电接收器。它将像FM收音机一样工作,在同一频段拾取无线电信号。光谱仪是它的核心。像无线电调谐器一样,它可以分离无线电频率,并将信号转换为频谱,“ Slosar 说,引自 The Register,1 月 17 日星期五。
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