如果你是一名射电天文学家,最近几十年大概是又兴奋又崩溃的。兴奋的是仪器精度越来越高,崩溃的是地球上越来越"吵"——FM电台、飞机通讯、各种地面电子设备,人类自己制造的电磁噪音,正把来自宇宙深处的微弱信号压得几乎听不见。

英国一个研究团队想了一个相当"物理断网"的办法:把一台公文包大小的卫星送上月球轨道,让它每次绕到月球背面时再干活。月球这个大块头天然屏蔽地球方向的无线电干扰,相当于给观测设备找了一个全太阳系最安静的工位。

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这台被昵称为CosmoCube的卫星,目标很明确:捕捉早期宇宙中性氢原子发出的21cm线射电信号。相关研究由剑桥大学卡文迪许实验室的Eloy de Lera Acedo教授领衔,已发表在《自然·天文学》(Nature Astronomy)杂志上。

要点一:21cm线到底是什么信号?

先说物理背景。宇宙大爆炸之后的最初阶段,物质以等离子体形态存在,自由电子不断散射光子,宇宙处于一种"不透明"的状态。大约38万年后,温度降下来了,电子和质子结合成中性氢原子,光子才能自由穿行——这就是我们常说的宇宙微波背景辐射的起源。

而中性氢原子本身,会自发发射一种特定频率的