Universets best bevarte hemmelighet
Ok, forestill deg: Du prøver å høre en hvisking midt i en rockekonsert. Det er omtrent det astronomer har slitt med når de forsøker å studere en av de mest fascinerende periodene i kosmisk historie – de omtrent 150 millioner årene etter Big Bang, da universet var helt mørkt. Ingen stjerner. Intet lys. Bare... mørke.
I lang tid var denne æraen i praksis usynlig for oss. Vi kunne ikke se den fordi, vel, det ennå ikke fantes noe som sendte ut lys. Men her er saken: all den hydrogengassen som fløt rundt den gangen, var faktisk «syngende» på en måte – en radiosignal så utrolig svak at å detektere den føltes som å prøve å høre noen puste på den andre siden av jorden.
Nå har et team av forskere fra University of Cambridge bygget noe genuint kult for å endelig lytte. De kaller det CosmoCube, og det er omtrent på størrelse med en liten håndbagasje. Jeg vet ikke med deg, men jeg synes det er helt vilt at vi kanskje kan låse opp hemmelighetene til det tidlige universet med noe som kan passe i bagasjekompartimentet på et fly.
Hvorfor til månen?
Her blir det smart. Du lurer kanskje på: hvorfor ikke bare peke et teleskop mot himmelen fra jorden? Vi har plenty av de.
Vel, det er et problem – faktisk, flere problemer. For det første fungerer jordens ionosfære som et gigantisk radioskjold, som blokkerer nøyaktig de frekvensene dette eldgamle signalet bruker. For det andre sender alt fra FM-radiostasjoner til mobiltelefoner til satellitter ut så mye radiostøy at ethvert signal fra for 13,5 milliarder år siden blir helt overdøvet. Det er som å prøve å høre en muses hjerteslag mens man står ved siden av en jetmotor.
Løsningen? Gjemme seg bak månen.
Når CosmoCube svinger rundt på månen bakside, fungerer hele månekroppen som en naturlig radioblokke, som beskytter det lille romfartøyet mot interferens fra jorden. I omtrent 40 minutter av hver to timers bane, vil det sitte i det stilleste stedet i solsystemet (vel, bortsett fra det dype rommet, men man kan ikke akkurat parkere en satellitt der).
Å lytte til hydrogenets eldgamle sang
Så hva nøyaktig lytter CosmoCube etter? Forskere kaller det 21 cm-linjen – et svakt radiosignal som sendes ut av nøytrale hydrogenatomer som eksisterte under de kosmiske «mørke alder». Dette er perioden mellom Big Bangs etterglød og noe som kalles Kosmisk daggry, da de aller første stjernene endelig tennte.
Tenk på det som å høre et ekko fra før musikken eksisterte.
Instrumentet vil detektere radiofrekvenser mellom 10 og 50 MHz – frekvenser som i praksis er umulige å studere fra jordoverflaten. Ved å fange dette signalet, håper forskerne å forstå hvordan universet transformerte seg fra et mørkt, tomt tomrom til den rike vev av stjerner, galakser og strukturer vi ser i dag.
Men det er mer. Forskerne tror også at disse observasjonene kan kaste lys over mørk materie – den mystiske substansen vi ikke kan se direkte, men som utgjør omtrent 27 % av universet. Å forstå hvordan mørk materie hjalp til å trekke hydrogen sammen til de første stjernene og galaksene? Det er en ganske stor sak.
Ingeniørkunsten er helt vilt
Det som virkelig imponerer meg med denne misjonen, er presisjonen som kreves – den er nesten ubegripelig. Signalet CosmoCube jakter på er så svakt at selve romfartøyets elektroniske utstyr kan skape interferens som ser ut som et kosmisk signal. Det er som å prøve å måle noen høyde mens man har på seg plattformsko.
For å løse dette, utviklet teamet noe som kalles en «Dicke-switchet» kalibrator. Systemet