作者:詹姆斯·厄顿，华盛顿大学 夜间默奇森宽域阵列的一部分
荣誉:约翰·戈德菲尔德/天象 今天，星星布满夜空
但是当宇宙还处于婴儿期时，它根本不包含恒星
一个国际科学家小组比以往任何时候都更接近于探测、测量和研究这个时代的信号，这个信号自130亿年前无星时代结束后就一直在宇宙中传播
该团队由华盛顿大学、墨尔本大学、柯廷大学和布朗大学的研究人员领导，去年在《天体物理学杂志》上报告说，他们已经将默奇森宽场阵列收集的无线电发射数据提高了近10倍
研究小组成员目前正在搜寻这个位于遥远的西澳大利亚的射电望远镜的数据，寻找我们宇宙中这个鲜为人知的“黑暗时代”的信号
了解这个时期将有助于解决当今宇宙的主要问题
“我们认为这个时代的宇宙属性对第一批恒星的形成产生了重大影响，并推动了今天宇宙的结构特征，”研究小组成员、UW物理学教授米格尔·莫拉莱斯说
“那个时代物质在宇宙中的分布方式可能决定了今天星系和星系团的分布方式
" 在这个黑暗时代之前，宇宙又热又密
电子和光子有规律地相互缠绕，使得宇宙变得不透明
但是当宇宙还不到一百万年的时候，电子和光子的相互作用变得很少
膨胀的宇宙变得越来越透明和黑暗，开始了它的黑暗时代
布朗大学、柯廷大学和UW大学的学生和研究人员正在为默奇森宽场阵列建造新的天线
最右边是蒋曦儿·巴里，他是UW大学的博士毕业生，现在是墨尔本大学的博士后研究员
她前面是UW物理学博士生鲁比·伯恩
学分:MWA合作/柯廷大学 无星时代持续了数亿年，在此期间，中性氢——不带总电荷的氢原子——主宰了宇宙
“在这个黑暗的时代，当然没有基于光的信号，我们可以研究来了解它——没有可见光！”莫拉莱斯说
“但我们可以寻找一个特定的信号
它来自所有的中性氢
我们从未测量过这个信号，但我们知道它就在那里
这很难被发现，因为在信号发出后的130亿年里，我们的宇宙已经变得非常繁忙，充满了来自恒星、星系甚至我们的技术的其他活动，这些活动淹没了来自中性氢的信号
" 莫拉莱斯和他的团队正在寻找的130亿年前的信号是电磁无线电辐射，即中性氢发出的波长为21厘米
从那时起，宇宙开始膨胀，信号延伸到近2米
莫拉莱斯说，这个信号应该包含关于黑暗时代和结束它的事件的信息
当宇宙只有10亿岁时，氢原子开始聚集并形成第一批恒星，结束了黑暗时代
来自第一批恒星的光开启了一个新时代——再电离时代——在这个时代，来自这些恒星的能量将大部分中性氢转化为电离等离子体
迄今为止，等离子体主宰着星际空间
Murchison宽域阵列中的袋鼠
学分:MWA合作/柯廷大学 莫拉莱斯说:“再电离时代及其之前的黑暗时代是理解我们宇宙特征的关键时期，比如为什么我们的一些区域充满了星系，而其他区域相对空旷，物质的分布，甚至潜在的暗物质和暗能量。”
默奇森阵列是团队的主要工具
这台射电望远镜由4096个偶极天线组成，可以接收低频信号，比如中性氢的电磁信号
但是这些低频信号很难被探测到，因为来自宇宙中其他来源的电磁“噪音”，包括星系、恒星和人类活动
莫拉莱斯和他的同事已经开发出越来越复杂的方法来滤除这种噪音，使它们更接近那个信号
2019年，研究人员宣布，他们已经从超过21小时的默奇森阵列数据中过滤掉了电磁干扰——包括来自我们自己的无线电广播
展望未来，该团队还有大约3000小时的由射电望远镜收集的额外发射数据
研究人员试图过滤掉干扰，并更接近中性氢发出的难以捉摸的信号——以及它能照亮的黑暗时代
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