糖果大爆炸宇宙学家认为宇宙暴胀直接证据不成

糖果大爆炸宇宙学家认为宇宙暴胀直接证据不成立—新闻—科学网。作者:徐徐 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2015/2/2 22:04:03 选择字号:小 中 大 糖果大爆炸宇宙学家认为宇宙暴胀直接证据不成立—新闻—科学网。原初引力波争议的悲伤结局 宇宙学家认为宇宙暴胀直接证据不成立

糖果大爆炸宇宙学家认为宇宙暴胀直接证据不成立—新闻—科学网。糖果大爆炸宇宙学家认为宇宙暴胀直接证据不成立—新闻—科学网。正如在一场歌剧中女主角的死去并不出人意料一样,近年来宇宙学领域最大的断言最终正式得以阐明。去年3月,在位于南极、名为BICEP2的专业天文望远镜的帮助下,宇宙学家宣称找到了直接证据,表明在宇宙大爆炸之后不到一秒内,宇宙经历了被称为暴胀的奇异的指数式急剧增长。这些迹象来自他们对宇宙大爆炸余辉,即宇宙微波背景的研究。而根据欧空局日前发布的一则新闻公告,在和利用ESA普朗克飞船开展研究的宇宙学家共同进行的一项分析中,BICEP研究人员收回了当时的断言,同时报道称并未有这样的暴胀迹象。

就像贾科莫普契尼的歌剧《波希米亚人》中的女性人物Mimi,BICEP的断言似乎从很早便注定会在这场戏剧中有这样的结局。如果最终是其他的结果,我反倒会很吃惊。美国普林斯顿大学观测宇宙学家Suzanne Staggs表示。

去年9月,普朗克团队发布的数据显示,BICEP发现的信号在很大程度上是本身能释放微波的银河系中尘埃产生的赝品。共同开展的分析则旨在寻求解决相互冲突的结果,并最终否决了BICEP团队一鸣惊人的断言。

BICEP研究人员看到的是一小部分南方天空中的漩涡。作为一种在可见宇宙中其他一切东西的电磁背景,CMB是极化的,正如被湖面反射回来的光。根据宇宙学家的标准模型,暴胀的巨大延伸会引起空间和时间的波动,即引力波。而这又在极化中留下了像风车一样的模式印记,被称为B模式。BICEP团队宣称看到了这样的原初B模式,在当时引起不小轰动。

然而,这些漩涡可以从其他来源盘旋而上,尤其是银河系中的辐射尘埃能产生漩涡。为正确研究CMB信号,研究人员首先必须除去这种前景的干扰。通常情况下,实验人员通过在多个微波频率采集数据来实现这一点。然而,BICEP2只在一个频率采集了数据,以试图将灵敏度最大化。同时,他们依靠的是在一次演讲中从幻灯片上摘取的、来自普朗克的原始数据来预估前景污染。BICEP团队认为,这只是很小的事情。然而,去年5月,其他宇宙学家提出,BICEP研究人员可能错误地诠释了普朗克数据,并且低估了尘埃的干扰。9月,普朗克的最终数据表明,BICEP观察的那片天空就像一只枕头一样布满了灰尘。

目前,这项共同分析同样包含了来自BICEP2在南极的接班人凯克阵列的数据,但没有发现原初B模式的明确信号。如果这些信号真的存在于数据中,它们不会超过BICEP宣称所发现信号的一半。这个限度同普朗克研究人员此前通过研究整个天空中CMB温度上的微小变化而间接推断出的结果相符。

尽管这个童话有了一个悲伤的结局,但麻省理工学院宇宙学家Max Tegmark表示,对于很快找到发现原初B模式的机会,自己很乐观。我认为,那里有一些我们能看见的东西。如果它们不是当前的这些数据,那么随后也会在接下来的几年里被找到。不过,Staggs认为,此次事件表明前景辐射可能同样巨大和复杂。如果它就在那里,那么宇宙大爆炸产生的信号更有可能通过若干次试验慢慢浮现,而非突然间在一次决定性的发现中被找到。

这些信号非常微弱,而且有很多东西会导致研究出错,而不仅仅是前景辐射。约翰斯霍普金斯大学宇宙学家Charles Bennett表示。无论如何,多个团队正在努力探测B模式。我不认为BICEP2的经历会让任何人减缓研究的步伐。Bennett说。

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