英国《新科学家》网站近日报道,正在或即将于月球上部署的大型科学实验装置与天文设备,的确有望解开诸多宇宙之谜。一些长期困扰人类的疑问,或将在这片银色荒原找到答案。
绘制“宇宙黑暗时代”全景图
无线电波是探索遥远宇宙奥秘的关键钥匙。然而,这些最古老的光子仅以低频无线电波的形式存在。在地球上,它们或被大气层反射,或被人类活动产生的噪音淹没,几乎无法捕捉。而月球背面这片永远背对地球的寂静之地,或许正是观察它们的理想窗口。通过分析这些原始光子的分布,天文学家有望绘制出“宇宙黑暗时代”的全景图。
不仅如此,月球背面的射电望远镜还能捕捉系外行星的极光与磁场信号,这些微弱信息在地球上同样难以分辨。此类研究将帮助科学家理解系外行星的环境,甚至探寻生命存在的可能性。
作为首个月球射电天文实验,NASA的“光电鞘月球表面无线电波观测仪”(ROLSES—1)去年在月球南极附近着陆。尽管其意外倾倒,数据收集能力受限,但仍成功捕捉到来自地球和木星的无线电信号,证明月球观测的可行性。
“月球表面电磁学实验”(LuSEE Night)将于2026年启动,目标是探测银河系的低频光,向“宇宙黑暗时代”的终极答案更进一步。
研究“时空涟漪”的科学平台
在探索宇宙奥秘的征途上,月球正成为研究引力波——“时空涟漪”的理想平台。目前,地球上的科学家已成功捕捉到双黑洞合并、双中子星碰撞等天体事件产生的引力波。他们希望未来能捕捉更多引力波,进一步揭示黑洞、中子星和引力的本质。
美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)必须排除地震、水流、潮汐乃至人类活动带来的干扰。相比之下,月球堪称理想的观测地点。这里地震活动微弱,没有大气扰动,更无人为噪音。更重要的是,月球表面的气压仅比LIGO精心维持的真空管高出十倍。
目前,科学家已着手研发“激光干涉仪月球天线”(Luna—LIGO)。根据计划,3台携带精密仪器的着陆器将部署在月球陨石坑边缘,彼此间隔数公里。每个着陆器都将配备激光系统、反射镜和先进的隔振装置,以消除月震的微弱干扰。
下一代红外天文台的理想家园
近年来,詹姆斯·韦布空间望远镜凭借先进的红外观测技术,获得了突破性观测图像,正在重塑人们对宇宙演化的认知。而月球上那些深邃的陨石坑,或许将成为下一代红外天文台的理想家园。
巴黎天体物理研究所的让—皮耶尔·美拉德正领导一项研究,探索在月球永久阴影区建造红外望远镜的可能性。这些天然形成坑洞的凹形结构,本身就是完美的望远镜基座。月球微弱的引力环境还允许建造超大口径镜片,这是在地球重力场下无法实现的梦想,因为地球引力会导致镜面玻璃变形。
美拉德的研究表明,月球红外望远镜的灵敏度可能远超现有任何地基或天基观测设备。哈佛—史密森天体物理中心的马丁·埃尔维斯表示,在月球上,很多技术难题迎刃而解。
(光明网)