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原初引力波探测结果正式被否银河系尘埃干扰

发布时间:2020-03-24 09:15:38阅读:来源:万测试验设备

据《自然》杂志官方网站报导,在去年所有的重要科学进展中,最为重大的一项当属宇宙原初引力波的发现。当时一个美国科学家团队宣布首次在宇宙微波景辐射中检测到原初引力波信号,而现在,经过长达一年的纷争以后,近日,该研究组已宣布撤回他们的论文。对该研究组设在南极的望远镜和欧洲空间局普朗克卫星所获数据进行的联合分析已确认,去年发现的这样一个信号完全可以用银河系内尘埃的信号进行解释,而并不是来源于一个更加古老的宇宙起源。

这是南部天空的一部分,大幅背景图是欧洲普朗克卫星取得的数据,其中用白点虚线圈出的小块天区则是去年南极 BICEP2望远镜观测天区区域。

去年3月份曾轰动一时的重大科学突破:设在南极的BICEP2装备取得的数据中发现了原初引力波信号。如果该发现得到证实,那末将直接证明宇宙暴涨理论的正确性。但是遗憾的是,近日利用普朗克卫星数据进行的联合验证性分析显示这项结论很有可能是毛病的,其信号来源可能是遭到了银河系尘埃带影响的结果。

1月30日,欧洲空间局(ESA)正式对外发布了外界期待已久的报告。不过在此前一天,普朗克研究组的1名法国专家成员便已不当心在网站上发布了有关消息并在他发觉并删除误发的消息之前便被广泛传播开了。

去年3月份的这项发现是使用设在南极的BICEP2射电望远镜装备发现的,当时参与这项研究的科学家们宣称他们在宇宙微波背景辐射(CMB)中发现了某种细微的“卷曲”偏振结构,宇宙微波背景辐射被认为是宇宙大爆炸留下的遗址。研究组将这类神秘的模式归结为引力波——即时空中存在的涟漪,那是宇宙开端之际,在那段名为“暴涨”的短暂而狂暴的超级膨胀时期留下的痕迹。如果这1发现能够得到证实,那末这类原初引力波的发现将终究证明高度成功但却从未能得到明确证明的暴涨理论的正确性。

但是有一个问题一直存在,那就是银河系中的尘埃一样可以产生偏振的光线,并构成犹如该研究组所发现的那样的“卷曲”结构。在过去的1年间,很多天文学家都曾不止一次的指出,BICEP2研究组很有可能被银河系内的尘埃信号愚弄了。而现在,普朗克-BICEP2研究组的联合分析结果终究得出结论,那就是BICEP2去年的分析结果的确没法明确指向原初引力波的发现。

在这项联合分析中,研究人员将BICEP2在150GHz频率取得的数据与普朗克望远镜在353GHz频率取得的同一天区数据进行叠加。其中普朗克望远镜在这1频率上取得的数据主要指导的是来自尘埃的偏振光线信号,固然普朗克望远镜也能够取得频率较低波段上的信号。当将这两组数据进行叠加以后发现双方是吻合的——在BICEP2数据中信号最强的区域在普朗克尘埃信号数据中也一样是最强的,这显示BICEP2所获的信号几近完全来自尘埃影响。

巴黎第十一大学的普朗克项目天文学家让-鲁普·普盖特(Jean-Loup Puget)在欧空局的一份声明中表示:“这项联合工作显示,一旦将银河系内尘埃信号的影响剔除,此前有关原初引力波B模信号的探测结果便不再显得可靠。因此,不能不遗憾的指出,我们未能确认此前探测到的信号是宇宙暴涨的遗址。”

而马克·卡米奥科夫斯基(Marc Kamionkowski)是美国马里兰州巴尔的摩约翰·霍普金斯大学的1名宇宙学家,他本人未参与这两个研究组中任何一个的工作。他对媒体表示:“我本人现在已不再相信BICEP2已探测到了原初引力波的信号。”

来自英国剑桥大学的普朗克望远镜项目组研究员乔治·埃弗斯塔其奥(George Efstathiou)也指出,这样的结果其实不使人感到意外。他说:“我不知道为何人们感到那末兴奋。从科学的观点上来看并没有任何非常特别的东西。”

埃弗斯塔其奥将1月29日产生的泄密事件描写为“不幸而无意之举”。他说:“BICEP 小组的人发现他们当初未能很好的处理好消息公然的问题,因此对这次联合研究的结果,每个人都希望能以一种更加谨慎的方式进行发布。”

在美国宾夕法尼亚州的乔治梅隆大学,该校的宇宙学家拉尔夫·弗劳格(Raphael Flauger)是最早对去年BICEP2的研究结果提出质疑的科学家之一,他赞同在这1问题上的看法,他表示:“很遗憾这样一项外界期盼已久的分析结果居然终究是以这样一种方式公诸于众的。”他婉拒了对这项联合分析工作的细节进行评论的要求,由于相干的论文还还没有发表,但他也指出:“很清楚的一点是,在BICEP2去年3月份发表的工作中,银河系尘埃的影响被低估了,这与我们此前在论文中指出的问题是一致的。”

在欧空局的这份声明中,去年发表这项原初引力波研究工作的主要负责人,美国哈佛-史密松天体物理学研究中心下属南极BICEP2项目的首席科学家约翰·科瓦克(John Kovac)博士表示:“当我们第一次在我们的数据中发觉到这一信号时,我们参照的是当时所能够取得的银河系尘埃辐射参数。这样分析的结果仿佛显示我们所研究天区的尘埃偏振信号要远低于我们的探测信号强度。”

但是所有这些都并不是意味着要想在宇宙微波背景辐射信号中找出真正的原初引力波信号是不可能做到的,这1联合分析的结果只能说明,设在南极的BICEP2装备没法从星系背景信号中检测出真正需要的信号。

卡米奥科夫斯基表示:“我们有着清晰的路线图。如果我们能够在不同的频率波段展开更多类似的丈量工作,我们将能够最终将尘埃信号与被淹没的真正的原初引力波信号辨别开来。”

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