Temna snov je nevidna za vse naše instrumente, vendar to še ne pomeni, da je ni. Dovolj velik radijski teleskop bi moral biti sposoben preslikati sevanje iz pregalaktičnega vodika, ki je nastala kmalu po velikem sunku in je viden v vseh smereh. Vsaka temna snov, ki posega po njej, bo izkrivljala to sevanje, kot valovi v ribniku, kar bo razkrilo njeno prisotnost in količino.
Ko nas svetloba potuje iz oddaljenih predmetov, je njena pot nekoliko upognjena zaradi gravitacijskih učinkov stvari, ki jih preide. Ta učinek je bil prvič opažen leta 1919 zaradi svetlobe oddaljenih zvezd, ki segajo blizu Sončeve površine, s čimer je dokazal, da je Einsteinova teorija gravitacije boljši opis resničnosti kot Newtonova. Upogibanje povzroči zaznavno izkrivljanje slik oddaljenih galaksij, ki so analogno izkrivljanju oddaljenega prizora, ki ga gledamo skozi slabo okensko steklo ali se odražajo v razcepanem jezeru. Moč popačenja se lahko uporabi za merjenje jakosti gravitacije prednjih predmetov in s tem njihove mase. Če so na voljo meritve popačenja za dovolj veliko število oddaljenih galaksij, jih je mogoče kombinirati, da naredite zemljevid celotne mase spredaj.
Ta tehnika je že ustvarila natančne meritve tipične mase, povezane s sprednjimi galaksijami, kot tudi množične karte za številne posamezne skupine galaksij. Kljub temu ima nekaj temeljnih omejitev. Celo velik teleskop v vesolju lahko vidi le omejeno število galaksij v ozadju, največ približno 100.000 na vsakem nebu velikosti polne Lune. Za zaznavanje gravitacijskega izkrivljajočega signala je treba povprečno meriti približno 200 galaksij, tako da je najmanjše območje, za katerega je mogoče prikazati maso, približno 0,2% od polne Lune. Nastale slike so nesprejemljivo zamegljene in so preveč zrnate za številne namene. Na primer, na takšnih zemljevidih lahko z gotovostjo opazimo samo največje grude snovi (največje grozde galaksij). Druga težava je, da veliko oddaljenih galaksij, katerih merjenje izkrivljanja, leži pred mnogimi masnimi grudami, ki bi jih človek želel preslikati, zato njihova teža ne vpliva. Za izdelavo ostre slike mase v dani smeri so potrebni bolj oddaljeni viri in jih je potrebno veliko več. Znanstvenika MPA Ben Metcalf in Simon White sta pokazala, da lahko radijska oddaja, ki prihaja k nam iz epohe, še preden so se galaksije oblikovale, zagotovi takšne vire.
Približno 400.000 let po velikem udaru se je vesolje dovolj ohladilo, da se je skoraj vsa njegova navadna snov spremenila v razpršen, skoraj enakomeren in nevtralen plin vodika in helija. Nekaj sto milijonov let pozneje je gravitacija razširila neenakomernosti do točke, ko so se lahko oblikovale prve zvezde in galaksije. Njihova ultravijolična svetloba je nato difuzni plin spet segrevala. Med tem ponovnim segrevanjem in dlje časa pred njim je bil razpršeni vodik bolj vroč ali hladnejši od sevanja, ki je ostalo od velikega poka. Zaradi tega mora absorbirati ali oddajati radijske valove z valovno dolžino 21 cm. Širitev vesolja povzroči, da je danes to sevanje vidno pri valovnih dolžinah od 2 do 20 metrov, zato ga trenutno iščejo številni nizkofrekvenčni radijski teleskopi. Eden najbolj naprednih je nizkofrekvenčni niz (LOFAR) na Nizozemskem, projekt, v katerem Inštitut za astrofiziko Max Planck načrtuje pomembno vlogo skupaj s številnimi drugimi nemškimi institucijami.
Predgalaktični vodik ima strukture vseh velikosti, ki so predhodnice galaksij, na vsaki razdalji do vsake vidne črte je do 1000 teh struktur na različnih razdaljah. Radijski teleskop jih lahko loči, ker strukture na različnih razdaljah oddajajo signale na različnih opazovanih valovnih dolžinah. Metcalf in White kažeta, da bi gravitacijsko popačenje teh struktur radijskemu teleskopu omogočilo izdelavo posnetkov visoke ločljivosti kozmične mase, ki so več kot desetkrat ostrejši od najboljših, ki jih je mogoče narediti s pomočjo distorzije galaksije. Predmet, podoben množici kot naša Mlečna pot, je bilo mogoče zaznati vse do časa, ko je bilo vesolje le 5% svoje sedanje starosti. Takšno slikanje z visoko ločljivostjo zahteva izjemno velik teleskopski spekter, ki gosto pokriva območje približno 100 km. To je 100-kratna velikost, predvidena za gosto pokrit osrednji del LOFAR-a, in približno 20-krat večja od gosto pokritega jedra Square Kilometer Array (SKA), največjega takega objekta, o katerem se trenutno razpravlja. Tak velikanski teleskop bi lahko preslikal celotno gravitacijsko porazdelitev mase vesolja in tako zagotovil končno primerjalno karto za slike drugih teleskopov, ki poudarjajo le majhen del mase, ki oddaja sevanje, ki ga lahko zaznajo.
Ni pa treba čakati, da bo velikanski teleskop dobil neprimerljive rezultate te tehnike. Eno najbolj perečih vprašanj v trenutni fiziki je boljše razumevanje skrivnostne Temne energije, ki trenutno poganja pospešeno širitev Vesolja. Metcalf in White kažeta, da lahko množične karte velikega dela neba, narejene z instrumentom, kot je SKA, merijo lastnosti Temne energije natančneje kot katera koli prej predlagana metoda, več kot 10-krat natančneje kot masne karte podobne velikosti, ki temeljijo na gravitacijskih izkrivljanja optičnih slik galaksij.
Izvirni vir: Novinarska objava Inštituta Maxa Plancka za inštitute za astrofiziko
