原始引力波继续躲避天文学家

宇宙学的标准模型是对宇宙的非常强大和准确的描述，追溯了它从大爆炸到目前状态的演变，但它并非没有谜团。标准模型中最大的未解决问题之一被称为早期宇宙暴胀。

这个想法是在大爆炸后的最早时刻，宇宙发生了剧烈的膨胀。纳米数量级的空间距离在几分之一秒内扩展到超过 10 光年。这是一个疯狂的想法，但被宇宙学家广泛接受。一方面，我们知道宇宙膨胀是真实的，因为我们在当前的宇宙中观察到它。另一方面，早期的宇宙膨胀可以解释关于宇宙的三个重要事实。在大尺度上观察到它在空间上是平坦的，它的背景温度非常均匀，我们还没有观察到一些奇怪的物理现象，例如磁单极子。

但仅仅因为模型有意义，并不能使它成为真实。虽然早期的宇宙膨胀有很多理论支持，但目前还没有观测证实。事实证明，寻找支持它的观察结果极其困难。如此困难，以至于几年前一项名为 BICEP2 的大型研究陷入了某种程度的争议。

BICEP Collaboration 是一个位于南极洲的望远镜，用于观察来自宇宙微波背景的光。来自宇宙背景的光是偏振的，这意味着它有一个方向。在大范围内，这种极化可以采用两种形式：E 模式和 B 模式极化。BICEP 寻找 B 模式极化，因为这是由早期宇宙膨胀引起的原始引力波引起的模式。根据该理论，暴胀的早期爆发就像敲响了宇宙的钟声，其引力波仍在宇宙中回荡。这些波可以将偏振光扭曲成 B 模式方向。

问题是 B 模式偏振也可能由其他效应引起，例如引力透镜和星际尘埃。2014 年，BICEP2宣布他们发现了宇宙暴胀的 B 模式证据，但随后不得不收回他们的说法，使其更加具有试探性。BICEP2 的结果是结果不确定。但是 BICEP 协作的新结果已经发布，并且更令人鼓舞。

这项新工作使用来自最新 BICEP 观测运行的数据，称为 BICEP3，以及来自普朗克、WMAP、凯克和 BICEP2 的观测数据。组合数据将噪声水平降低到低于某些膨胀模型信号水平的点。在这个水平上，他们没有发现灰尘或其他效应无法解释的 B 模式偏振。换句话说，他们没有看到原始引力波的证据。这意味着可以排除范围广泛的所谓早期宇宙暴胀的“简单”模型。如果早期的宇宙暴胀确实存在，它的影响一定比我们想象的更微妙。

这是令人兴奋的，因为这意味着我们很快就会接近确认或拒绝早期宇宙暴胀的地步。在接下来的十年里，新的观测要么最终观测到原始引力波，要么宇宙学家将不得不认真重新思考宇宙的最早时刻。

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