Японські дослідники запропонували новий підхід до вивчення темної матерії — вони змоделювали радіохвилі завдовжки 21 сантиметр, які могли виникнути у Всесвіті під час так званої «темної епохи». Це період між Великим вибухом і появою перших зірок, коли космос був заповнений нейтральним воднем і залишався непрозорим для світла протягом приблизно 100 мільйонів років.
Науковці з Університету Цукуба та Токійського університету провели комп’ютерне моделювання еволюції газу й темної матерії у ранньому Всесвіті. За допомогою суперкомп’ютерних розрахунків вони визначили, якою могла бути сила радіосигналу водню за різних сценаріїв. Виявилося, що характерна температурна яскравість становила близько 1 мілікельвіна — одна тисячна градуса. Такі відхилення можуть бути спричинені темною матерією, і їхнє вимірювання дозволяє оцінити масу та швидкість її частинок.
Модельовані розподіли холодної та теплої темної матерії показані за допомогою частинок, позначених кольорами відповідно до температури, супроводжуються ілюстрацією місячних телескопів. Джерело: Хюнбе Парк, Університет Цукуба
Оскільки сигнал надзвичайно слабкий, дослідники вважають, що найкращі умови для його виявлення — на Місяці, де немає радіоперешкод від Землі. У межах японського проекту Tsukuyomi вже планується будівництво місячних радіотелескопів, здатних працювати на частотах близько 45 МГц і фіксувати ці сигнали.
Якщо експеримент буде успішним, це відкриє новий спосіб дослідження темної матерії, яка становить близько 80% усієї матерії у Всесвіті. Крім того, це дасть змогу краще зрозуміти фізичні процеси, що відбувалися у Всесвіті до появи перших зірок.
Результати дослідження опубліковані у журналі Nature Astronomy під назвою “The signature of subgalactic dark matter clumping in the global 21-cm signal of hydrogen”.