宇宙是在大約138億年前的一次大爆炸中創造的。大約38萬年後,物質(大部分是氫)冷卻到中性原子形成後,光就能夠自由地穿越空間。宇宙微波背景(CMB)輻射從天空的各個方向向我們發出.至少一開始是這樣的。在過去的幾十年中,天文學家發現輻射中有微弱的漣漪和顛簸,其亮度水平僅為十萬的一部分--未來結構的種子,如星系。
位於南極阿蒙森-斯科特南極站的BICEP 3望遠鏡
天文學家推測,這些漣漪還含有最初膨脹的痕跡--所謂的膨脹--它在10到33秒內使新宇宙膨脹了三十三個數量級。關於膨脹的線索應該在宇宙漣漪捲曲的方式中隱約出現,這是由於宇宙嬰兒期的引力波所造成的影響,這種效應可能比漣漪本身微弱一百倍甚至更小。
捲曲效應在被稱為“B模偏振”的光線中產生模式,預計它會非常微弱。其他奇特的過程正在宇宙中發揮作用,以使這一艱鉅的測量更加具有挑戰性。主要的一種是我們星系中塵埃粒子發出的微弱的光線,這些塵埃粒子是由磁場排列而成的。這種光也是偏振的,可以被磁場扭曲,產生B模偏振圖案。來自我們星系的無線電波也能產生類似的效應。大約六年前,在南極工作的cfa天文學家報告了這種捲曲的第一個證據,即“B模極化”,其水平與簡單的膨脹模型相一致,但隨後在不同頻率(或顏色)微波光下的測量揭示了這種訊號可以用銀河塵埃來解釋。
自從第一次測量B模式偏振以來,天文學家們繼續進行細緻的觀測,在南極工作的許多不同頻率的新望遠鏡增加了強大的資料。CFA天文學家D.Barkats、H.Boenish、J.Connors、J.Cornelison、M.Dierickx、M.Eiben、D.C.Goldinger、P.Grimes、S.Harrison、K.S.Karkare、J.M.Kovac、B.racine、S.Richter、B.L.Schmitt、T.St.Germaine、C.Verges、C.L.Wong、L.Zeng和一大組同事剛剛完成了對南極實驗BIC 2、Keck Array和BICEP 3至2018年的所有資料的分析,並將結果與B空間任務Planck和WMAP的結果相關聯。(雖然這些任務的資料收集分別於2013年和2010年結束,但資料處理工作仍在繼續,科學家使用了2018年版本。)新的結果改善了之前對冰壺運動的最佳限制約為2倍,併為描述宇宙最早時刻的通貨膨脹模型提供了有力的指導。