一个比随身行李箱还小的卫星，可能揭开宇宙历史上从未被直接观测过的一段空白期。由英国剑桥大学领衔的国际科学家团队开发的 CosmoCube 卫星，计划绕月飞行，利用月球背面屏蔽地球无线电干扰，搜寻宇宙“黑暗时代”留下的极微弱信号。

这段被称为“宇宙黑暗时代”的时期，大约持续了1.5亿年，发生在宇宙第一批恒星点亮之前。天文学家至今未能直接观测这一时期的任何信号。CosmoCube 的目标，正是捕捉来自这一时期氢原子发出的21厘米谱线信号——它存在于大爆炸余晖与“宇宙黎明”之间，后者是核聚变点燃第一批恒星的时刻。

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从地球搜寻超过135亿年前的信号极其困难。电离层会阻挡相关射电频率，而调频广播、卫星和电信信号产生的干扰，足以淹没本就微弱的宇宙信号。月球提供了同时解决这两个问题的途径。

绕月轨道上的“寂静堡垒”

在每次约两小时的绕月轨道中，CosmoCube 约有40分钟处于月球背面，完全屏蔽来自地球的无线电噪声。按计划，为期两年的任务中，这颗卫星预计累计获得约1000小时的观测数据，覆盖宇宙历史中探索最少的时期之一，为理解宇宙如何从黑暗、相对空旷的状态演化为今天所见的复杂宇宙提供线索。

CosmoCube 还将承担探测暗物质的任务。暗物质是一种不可见物质，其引力在星系的形成和维系中扮演关键角色。通过观测第一批恒星出现前的条件，研究人员希望了解暗物质在早期宇宙中的作用。

“大爆炸之后、第一批恒星出现之前的氢发射信号，有望让我们理解暗物质在早期宇宙中的角色，以及它如何将氢聚集形成第一批恒星和星系。”论文第一作者、剑桥大学卡文迪许实验室的 Eloy de Lera Acedo 教授表示。

月球背面是唯一选择

这颗卫星将观测10至50 MHz 的极低射电频率，这一频段地面望远镜基本无法接收。正是这一限制，让月球背面成为 CosmoCube 的“寂静堡垒”。

“没有任何其他地方能提供探测如此微弱信号所需的屏蔽条件，同时还能观测整个太空。”同样隶属于 Kavli 宇宙学研究所的 de Lera Acedo 说，“月球背面真的是唯一的选择。”

该项目已获得英国航天局资助，研究团队希望在五年内发射 CosmoCube。相关项目细节已发表在《自然·天文学》期刊上。