避開地球雜訊，劍橋大學想從月球背面聽見古老宇宙

宇宙誕生至今已超過 130 億年，當時留下的餘溫等遺跡透過無線電波來到地球上。然而這些訊號不但非常微弱，還會被地球上的雜訊給干擾。在 7 月 9 日舉行英國皇家天文學會會議上，來自劍橋大學的團隊便提案要到月球背面去聆聽古老宇宙的訊息。

▲ 由英國主導的「宇宙立方衛星」示意圖。（Source：英國皇家天文學會，下同。）

科學家將大霹靂發生之後38萬年到第一代恆星誕生之前的一段時間稱為「黑暗時代」。在這段時期的物質已經逐漸冷卻下來，然而由於第一代恆星尚未形成，因此當時宇宙當中一片漆黑。儘管如此，宇宙中最豐富的氫仍會釋放特殊的無線電波訊號，讓我們有機會知道黑暗時代發生了什麼事情。不過問題是，地球充斥著廣播、電視、衛星及手機的無線電波訊號，嘈雜的環境讓天文學家無法仔細聆聽來自黑暗時代的微弱訊號。因此，有科學家便提案：我們到安靜的月球背面去吧！

在7月9日舉行英國皇家天文學會會議上，來自劍橋大學的Eloy de Lera Acedo博士表示：「這就像隔壁正在舉行一場喧鬧的音樂會時，我們試圖聽到那句低語。地球上的雜訊讓我們接收數十億年前微弱訊號的工作變得異常困難。為了探測到來自氫（早期宇宙中最早、最基本、最豐富的化學元素）的特殊無線電訊號，我們需要安靜的狀態。這就是為什麼我們提議發射一顆小型衛星繞著月球運行，以了解一切是如何開始，以及星系等結構是如何形成的。」

月球由於自轉週期與繞地公轉週期相當，讓月球背面不會面向地球，而月球本身就成了巨大的盾牌，為背面阻擋了所有來自地球的無線電雜訊。目前研究人員正在設計一個名為宇宙立方衛星（CosmoCube）的探測器，將以低成本的立方衛星搭載低功率電波輻射計，用來偵測來自宇宙黑暗時代10-100 MHz的電磁波訊號。希望藉此了解早期宇宙膨脹率與局部宇宙之間的差異、暗物質與重子的交互作用，好讓我們能更理解在第一代恆星誕生前的宇宙結構是如何形成。

這項計畫受到英國太空總署的資助，由劍橋大學、樸茨茅斯大學大學等單位的研究人員進行儀器開發。儀器開發順利進行，正在實驗室進行功能原型和環境測試，目標是在2030年之前將衛星送上月球軌道，帶我們解開黑暗時代的未解之謎。

▲ 宇宙立方衛星原型正在皇家航空實驗室（RAL Space）進行熱真空測試。

• Probing the Cosmic Dark Ages from the far side of the moon

（本文由 台北天文館 授權轉載；首圖來源：Pixabay）

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(责任编辑：韩庚)