哈佛天体物理博士 我看到了宇宙诞生的瞬间

　　哈佛-史密松天体物理研究中心的菲利普报告厅内坐无虚席，成千上万的天文学家和公众通过网络直播焦急地等待着，等待着见证观测宇宙学又一个划时代的发现。中午12点整，项目负责人之一、我曾经的博士导师约翰·科瓦克(John Kovac)开始介绍发现的原初引力波信号的观测结果，以及专门设计建造的核心探测装置第二代BICEP南极望远镜。

　　位于南极极点附近的第二代BICEP望远镜(右侧建筑楼顶的碗状物)，捕捉到了宇宙诞生后最初瞬间留下的印迹。

　　不得不说，这是一个历史性的时刻。在不到一天的时间里，全球超过350万人尝试登陆哈佛网络直播平台，希望第一时间得知新闻发布会的细节，以至于哈佛完善的网络平台彻底崩溃——我想很少有一个科学发布会会引起几乎整个科学界甚至公众的震撼。作为宇宙中稀有的智慧生命的我们，窥探到了宇宙诞生后最初的一瞬间留给后人的信息——请相信我，作为智慧生命的种群，生活在这样的一个宇宙中，真的是一件非常幸福，更是幸运的事情。

　　低调造访

　　就在新闻发布会的大约一周前，美国麻省理工学院教授阿兰·古斯(Alan Guth)收到一封电子邮件。内容大概是这样的“尊敬的古斯教授，我们发现了一件有趣的事情，这个发现跟我的研究和你的研究都有关系。我还不能告诉你具体是什么内容。我希望能够尽快拜访你——这件事还是稍微有那么一点着急的，期盼你的回复。，出于保密的原因，请不要跟任何人提起我跟你联系见面这件事情，谢谢。”邮件的落款人，正是哈佛大学的约翰·科瓦克。

　　看到这封邮件，阿兰立刻猜到了可能会是什么事情。这是他盼望了30多年的一个信号，一个来自于宇宙诞生时候的关键信号。他在1980年提出过一个关于宇宙诞生时期的理论，而那个信号正是这一理论的关键预言!不过，在这个时候，快70岁的阿兰还没有想象的那么兴奋。

　　实际上，人们试图寻找这个信号已有多年时间，就算这个叫科瓦克的家伙声称看到了什么，估计也是那种好像“有点东西”，但又不那么确定的结果。就像两年前欧洲核子中心(CERN)发现希格斯粒子那样，最先他们看到的也只是一个3个sigma左右的信号。这是科学家用来判定结果在统计上是否靠谱的一种说法。用听得懂的中文来说，就是这个结果仍有千分之几的概率可能是错的。虽然听起来这已经是一个很小的数字，但其实科学史上出现过很多“号称”只有千分之几会错的东西，后来都证明是错的。人们往往会过于自信地估计他们寻找到的信号的真实性。所以，对于这种往往雷声大雨点小的信号，“久经考验”的阿兰已经习惯了。

　　见面被安排在第二天，麻省理工学院物理系古斯的办公室。出于保密的原因，穿着低调的科瓦克悄悄地进入物理系侧门，被人带到古斯办公室的后门。如果被人们看到行事低调、不常到麻省理工学院的科瓦克专程来找古斯，聪明的圈内人几乎都能猜到原因——他不希望泄露任何蛛丝马迹。科瓦克掏出他们准备发表的几近完成论文的样稿，古斯当时就惊呆了。

　　是的，这跟他当初想象的完全不一样，这不是一个3个sigma的信号，而是超过5个sigma——这意味着，统计上出错的概率只有大约千万分之一。按照传统的物理学发现的统计标准，“这就是一个发现，一个大发现!”阿兰激动万分，很长时间后才稍稍平静下来，开始询问科瓦克研究的细节。然后，他们开始商量如何把这个惊天的大发现公诸于世。

　　这就是后来科瓦克在新闻发布会上公布的结果他们探测到了来自宇宙极早期暴胀过程产生的、宇宙微波背景辐射特殊的B模式极化信号。这个信号名字有点长，我们不妨简单称之为“B模式”。这是宇宙早期引力波存在的直接证据，是暴胀理论的关键性预言，其意义与发现宇宙加速膨胀一样具有里程碑式的意义!

　　3月17日，美国哈佛-史密松天体物理中心召开新闻发布会，约翰·科瓦克(右1)宣布，他们探测到了来自宇宙极早期暴胀过程产生的、宇宙微波背景辐射特殊的B模式极化信号。图中科学家从右向左，依次为约翰·科瓦克、郭兆林(Chao-L Kuo)、杰米·博克(Jamie Bock)和克莱姆·派克(Clem Pryke)。图片来源哈佛-史密松天体物理中心

　　那么，这个B模式信号到底是什么呢?让我们从宇宙微波背景辐射和宇宙暴胀理论谈起。