Universul a început acum aproximativ 13,8 miliarde de ani cu Big Bang-ul, un moment de expansiune extrem de rapidă. După aproximativ 400.000 de ani, după ce cosmosul s-a răcit suficient pentru ca atomii să se formeze, acesta a intrat într-o fază lungă și liniștită, cunoscută sub numele de „Epoca Întunecată”. Această perioadă a durat aproximativ 0,1 miliarde de ani, terminându-se doar atunci când primele stele și galaxii s-au aprins în cele din urmă și au început să producă lumină.
Deși Universul era întunecat în această perioadă, nu era complet silențios. Oamenii de știință cred că atomii de hidrogen au emis unde radio foarte slabe, cu o lungime de undă de 21 cm. Se crede că aceste semnale păstrează informații valoroase despre primele etape ale istoriei cosmice.
Folosind simulări numerice avansate, cercetătorii de la Universitatea Tsukuba și Universitatea din Tokyo au explorat modul în care acest semnal de 21 cm s-ar putea comporta în cadrul diferitelor teorii ale materiei întunecate. Materia întunecată este o formă invizibilă de materie care reprezintă aproximativ 80% din toată materia din Univers. Prin recrearea structurii și mișcării gazului și a materiei întunecate în Universul tânăr pe supercomputere puternice, echipa de cercetare a reușit să prezică puterea emisiilor radio în timpul Epocii Întunecate cu o precizie fără precedent.
Simulările sugerează că gazul de hidrogen din timpul Epocii Întunecate a produs un semnal distinct, cu o temperatură de luminozitate de aproximativ 1 milikelvin (o miime de grad) atunci când este mediat pe cer. Important, se așteaptă ca materia întunecată să provoace variații în acest semnal de o dimensiune similară. Măsurarea semnalului radio general pe o gamă largă de frecvențe de aproximativ 45 MHz ar putea oferi, prin urmare, informații critice despre materia întunecată, inclusiv masa și viteza particulelor sale.
Pentru a detecta un semnal atât de slab, astronomii au nevoie de o locație ferită de interferențe cauzate de atmosfera Pământului și de tehnologia umană. Mai multe misiuni lunare viitoare, inclusiv Proiectul Tsukuyomi al Japoniei, își propun să plaseze radiotelescoape pe Lună din acest motiv. Dacă aceste instrumente lunare reușesc să capteze semnalul radio antic, ele ar putea oferi o nouă modalitate puternică de a investiga natura materiei întunecate și de a ne aprofunda înțelegerea modului în care a început Universul.