宇宙學家收回宇宙大爆炸後暴脹的言論

宇宙學家收回宇宙大爆炸後暴脹的言論

正如在一場歌劇中女主角的死去並不出人意料一樣，近年來宇宙學領域最大的斷言最終正式得以闡明。去年3月，在位於南極、名為BICEP2的專業天文望遠鏡的幫助下，宇宙學家宣稱找到了直接證據，表明在宇宙大爆炸之後不到一秒內，宇宙經歷了被稱為暴脹的奇異的指數式急劇增長。這些跡象來自他們對宇宙大爆炸余輝，即宇宙微波背景（CMB）的研究。而根據歐空局（ESA）日前發布的一則新聞公告，在和利用ESA普朗克飛船開展研究的宇宙學家共同進行的一項分析中，BICEP研究人員收回了當時的斷言，同時報道稱並未有這樣的暴脹跡象。

就像賈科莫·普契尼的歌劇《波希米亞人》中的女性人物Mimi，BICEP的斷言似乎從很早便注定會在這場「戲劇」中有這樣的結局。「如果最終是其他的結果，我反倒會很吃驚。」美國普林斯頓大學觀測宇宙學家Suzanne Staggs表示。

去年9月，普朗克團隊發布的數據顯示，BICEP發現的信號在很大程度上（如果不是全部的話）是本身能釋放微波的銀河系中塵埃產生的「贋品」。共同開展的分析則旨在尋求解決相互沖突的結果，並最終否決了BICEP團隊一鳴驚人的斷言。

BICEP研究人員看到的是一小部分南方天空中的漩渦。作為一種在可見宇宙中其他一切東西的電磁背景，CMB是極化的，正如被湖面反射回來的光。根據宇宙學家的標准模型，暴脹的巨大延伸會引起空間和時間的波動，即引力波。而這又在極化中留下了像風車一樣的模式印記，被稱為B模式。BICEP團隊宣稱看到了這樣的「原初B模式」，在當時引起不小轟動。

然而，這些漩渦可以從其他來源盤旋而上，尤其是銀河系中的輻射塵埃能產生漩渦。為正確研究CMB信號，研究人員首先必須除去這種「前景」的干擾。通常情況下，實驗人員通過在多個微波頻率采集數據來實現這一點。然而，BICEP2只在一個頻率采集了數據，以試圖將靈敏度最大化。同時，他們依靠的是在一次演講中從幻燈片上摘取的、來自普朗克的原始數據來預估前景污染。BICEP團隊認為，這只是很小的事情。然而，去年5月，其他宇宙學家提出，BICEP研究人員可能錯誤地詮釋了普朗克數據，並且低估了塵埃的干擾。9月，普朗克的最終數據表明，BICEP觀察的那片天空就像一只枕頭一樣布滿了灰塵。

目前，這項共同分析同樣包含了來自BICEP2在南極的「接班人」——凱克陣列的數據，但沒有發現原初B模式的明確信號。如果這些信號真的存在於數據中，它們不會超過BICEP宣稱所發現信號的一半。這個限度同普朗克研究人員此前通過研究整個天空中CMB溫度上的微小變化而間接推斷出的結果相符。

盡管這個「童話」有了一個悲傷的結局，但麻省理工學院宇宙學家Max Tegmark表示，對於很快找到發現原初B模式的機會，自己很樂觀。「我認為，那裡有一些我們能看見的東西。如果它們不是當前的這些數據，那麼隨後也會在接下來的幾年裡被找到。」不過，Staggs認為，此次事件表明前景輻射可能同樣巨大和復雜。如果它就在那裡，那麼宇宙大爆炸產生的信號更有可能通過若干次試驗慢慢浮現，而非突然間在一次決定性的發現中被找到。

「這些信號非常微弱，而且有很多東西會導致研究出錯，而不僅僅是前景輻射。」約翰斯·霍普金斯大學宇宙學家Charles Bennett表示。無論如何，多個團隊正在努力探測B模式。「我不認為BICEP2的經歷會讓任何人減緩研究的步伐。」Bennett說。