灰塵抹去了重力波探測的證據

來自宇宙黎明的難以捉摸的信號目前仍然難以捉摸。

一項新的分析證實，研究人員最初將訊號解釋為印在宇宙第一道光上的時空漣漪，其中大部分訊號是由銀河塵埃造成的。 這項研究由BICEP2團隊進行，聲稱這項發現和科學家使用普朗克太空望遠鏡的研究結果否定了一項結果，該結果本來可以提供宇宙膨脹的第一個直接證據，即大爆炸後宇宙尺寸迅速膨脹的短暫時刻。

新的分析，歐洲太空總署宣布1 月 30 日的結果並不意味著暴脹理論是錯誤的，也不意味著這些被稱為重力波的原始漣漪不存在。 事實上，通貨膨脹的特徵有可能巧妙地嵌入 BICEP2 的數據中。 但在正確考慮了塵埃令人討厭的影響後，普朗克和 BICEP2 研究人員一致認為，沒有足夠的證據來支持最初的非凡主張。

「原始重力波的存在是完全合理的，」匹茲堡卡內基美隆大學的宇宙學家拉斐爾·弗勞格說。 “但目前的實驗還不夠準確，無法確定這一點。”

聯合分析為這項發現提供了最新、最明確的說法，自去年三月宣布以來，這項發現引起了越來越多的質疑。 當時，BICEP2 研究人員宣稱，他們在南極洲的 26 公分望遠鏡偵測到了光波排列中的旋轉模式，稱為宇宙微波背景或 CMB，這些光波是在大爆炸 38 萬年後發射的。SN：2014 年 4 月 5 日，第 14 頁 6）。 研究人員表示，這些圖案是在暴脹時代空間結構迅速拉伸時留下的印記。

對 BICEP2 團隊來說不幸的是，我們的銀河系玩了一個殘酷的把戲，用類似的圖案標記光。 銀河系中的碳和矽碎片發出的光帶有漩渦，與原始重力波的特徵無法區分。 儘管 BICEP2 科學家堅稱他們已經解釋了這種塵埃的貢獻，但其他研究人員發表了多項獨立分析，質疑這項發現（SN：2014 年 6 月 28 日，第 14 頁 20）。

為了鞏固其結果，BICEP2 團隊與普朗克的科學家一起仔細觀察了 BICEP2 和另一個稱為凱克陣列的望遠鏡測量的天空切片，普朗克正在以前所未有的靈敏度繪製宇宙微波背景圖。 BICEP2 測量單一頻率的光，而普朗克捕捉更廣泛的光譜，使科學家能夠隔離灰塵的影響，灰塵優先以特定頻率發射光。 詳細調查顯示，BICEP2 低估了銀河塵埃的影響。 一旦灰塵的貢獻被消除，剩餘的訊號就太小而不能被視為一個發現。

牛津大學天文物理學家、新分析的合著者 Joanna Dunkley 表示，BICEP2 研究人員最初並沒有意識到塵埃對其測量的貢獻的不確定性。 她補充道，他們使用的大概數字「有點被當成了福音真理」。

儘管令人失望，但這項新研究為未來發現通膨證據的實驗留下了很大的迴旋餘地。 BICEP2 對名為 r 的變數的原始測量結果比大多數理論預測的要高得多，該變數比較了 CMB 中的重力波和物質密度偏差。 Flauger 表示，普朗克和 BICEP2 的新綜合結果將 r 推低至更符合最簡單的暴脹理論的最大值。 這意味著任何原始重力波都將更難被偵測到，但它也帶來了希望，隨著包括最近升級的BICEP3 和Keck 在內的一系列望遠鏡對宇宙微波背景的剖析，訊號最終將閃耀出來。 其他實驗，包括南極望遠鏡、ACTPol 和 SPIDER，也在掃描天空。 「我們仍然對尋找這個感到興奮，」鄧克利說。