Самая тщательно хранимая тайна Вселенной
Итак, представьте себе: вы пытаетесь расслышать шёпот посреди рок-концерта. Именно с этим по сути сталкиваются астрономы, когда пытаются изучить один из самых захватывающих периодов в истории Вселенной — примерно 150 миллионов лет после Большого взрыва, когда Вселенная была полностью погружена во тьму. Ни звёзд. Ни света. Только... темнота.
Долгое время эта эпоха была для нас практически невидимой. Мы не могли её увидеть, потому что, ну, излучать свет было ещё нечему. Но вот в чём суть: весь тот водородный газ, который тогда плавал в пространстве, на самом деле «пел» — радиосигнал был настолько невероятно слабым, что его обнаружение ощущалось как попытка услышать чьё-то дыхание на другом конце света.
Теперь группа исследователей из Кембриджского университета создала нечто по-настоящему крутое, чтобы наконец это услышать. Они называют это CosmoCube, и по размеру он примерно с небольшую ручную кладь. Не знаю, как вам, но мне кажется абсолютно безумным то, что мы можем раскрыть тайны ранней Вселенной с помощью устройства, которое помещается в багажную полку над сиденьем в самолёте.
Зачем лететь на Луну?
Вот где начинается самое интересное. Вы можете задаться вопросом: почему бы просто не направить телескоп на небо с Земли? У нас их предостаточно.
Проблема в том, что есть несколько сложностей. Во-первых, ионосфера нашей планеты действует как гигантский радиозащитный экран, блокируя именно те частоты, на которых работает этот древний сигнал. Во-вторых, всё вокруг — от FM-радиостанций до мобильных телефонов и спутников — излучает столько радиопомех, что любой сигнал возрастом 13,5 миллиарда лет полностью заглушается. Это как пытаться услышать сердцебиение мыши, стоя рядом с реактивным двигателем.
Решение? Спрятаться за Луной.
Когда CosmoCube пролетает за обратной стороной Луны, весь лунный диск действует как естественный радиоблокер, защищая крошечный космический аппарат от земных помех. Примерно 40 минут из каждого двухчасового витка он будет находиться в самом тихом месте Солнечной системы (ну, за исключением глубокого космоса, но там ведь нельзя просто припарковать спутник).
Слушая древнюю песню водорода
Так что же именно слушает CosmoCube? Учёные называют это линией 21 сантиметр — слабым радиосигналом, излучаемым нейтральными атомами водорода, которые существовали в те космические «тёмные века». Это период между послесвечением Большого взрыва и так называемой Космической зарёй, когда наконец зажглись самые первые звёзды.
Представьте это как эхо из эпохи, когда музыка ещё не существовала.
Инструмент будет детектировать радиочастоты от 10 до 50 МГц — частоты, которые практически невозможно изучать с поверхности Земли. Захватывая этот сигнал, исследователи надеются понять, как Вселенная преобразовалась из тёмной пустоты в богатую ткань звёзд, галактик и структур, которые мы видим сегодня.
Но есть и другое. Учёные также полагают, что эти наблюдения могут пролить свет на тёмную материю — таинственную субстанцию, которую мы не можем видеть напрямую, но которая составляет около 27% Вселенной. Понимание того, как тёмная материя помогала собирать водород в первые звёзды и галактики? Это довольно серьёзно.
Инженерная часть просто поражает
Что меня действительно впечатляет в этой миссии: требуемая точность почти непостижима. Сигнал, который ищет CosmoCube, настолько слаб, что даже собственная электроника космического аппарата может создавать помехи, которые выглядят как космический сигнал. Это как пытаться измерить чей-то рост, стоя на платформенной обуви.
Чтобы решить эту проблему, команда разработала так называемый «диковский переключатель» калибратора. Система постоянно переключается между наблюдением за небом и