宇宙大爆炸将成打开宇宙奥秘的钥匙(3)

　　理论家于上世纪80年代早期提出了一个设想，用于解释为何宇宙在总体上是呈一个平滑的几何平面的。他们认为，宇宙的急速膨胀会将绝大多数不规则的物质驱离出去，并将一切弯曲的物质压平。所剩不多的不规则物质在CMB中以温度的各向异性呈现，能极大地放大宇宙能量中原本微小的量子波动。

　　但以上都是理论假设，研究者必须具备测量B模式的能力才能予以证明。这要求他们找到一种能识别微弱信号的方法，而后者很容易被宇宙尘埃和星系磁场释放出的极化物质所掩盖。此次BICEP2探测器侦测到的B模式信号的规模在1度左右，足以避免星系磁场的干扰。

　　研究者可以据此探寻一些最基本的极化模式，例如不断膨胀的引力波。BICEP2的探测结果令整个宇宙学界振奋不已，但也带来了新的疑问：BICEP2探测到的极化模式的强度极大地超过了任何一个宇宙模型的预测。

　　在接下来的数年时间里，共有6项实验将在南极洲和智利开展，专门用来确认BICEP2探测结果的真实性。此外，普朗克卫星的研究数据将于今年秋季公布，其中包括新绘制出的极化图。

　　宇宙学家对此抱有更高的期待，因为普朗克卫星的探测范围比陆基探测器的探测范围更大。相较于后者只能探测到未被空气中的水蒸气吸收的窄波段辐射频率，普朗克卫星的超强探测能力可为天文学家提供“一览无遗”的视野。如果普朗克卫星证明BICEP2的发现是真实的，那么整个学界将为此狂欢。如果结果不理想，宇宙学家必须对此作出合理的解释，那将是一项艰巨的挑战。

　　下一代实验

　　在“纠结”于BICEP2探测结果的同时，研究CMB的科学家也在着重提升测量B模式的能力。例如，目前有许多用于精确测量辐射的理论，每一种理论都对引力波在宇宙的分布提出了具体推测。掌握测量B模式的方法有助于天文学家梳理并排除明显是错误的理论。

　　此外，B模式还与宇宙中的质量分布以及星系的聚合方式密切相关。科学家通过研究B模式信号可以解开不少宇宙中未解的谜题，例如了解暗能量的性质和识别不可见的暗物质粒子。前者使宇宙的膨胀速度加快，而后者则占有宇宙总质量的绝大部分。

　　通过将宇宙中氢的研究和B模式信号的研究相结合，科学家能探测到宇宙中第一颗恒星和第一批星系发射出的电离辐射。科学家认为，从那个年代分散出来的电子必定含有CMB中B模型的重要极化信息。

　　但是，资金短缺是横亘在B模式研究面前的一道坎。一些天文学家建议削减一些研究B模式的陆基实验项目，他们抱怨这些陆基的CMB研究项目不愿共享研究数据。但另一些人认为，陆基实验项目更加经济，且两种渠道齐头并进能确保更好地推进B模式研究。归根结底，所有人都认可的一点是：开展太空CMB研究项目势在必行。

　　尽管未来有许多不确定性，但研究CMB的科学家仍然斗志满满。Efstathiou说：“仁慈的大自然给予我们如此珍贵的礼物，让我们有机会看清早期的宇宙是什么样子。我们必须牢牢把握机会，一探究竟。”