你可以推测从创世之日起，
但你可能无法推测在那之前是什么。”
——《犹太法典》，公元前11b，公元450年
T.如果有的话，回到开头吧一种开始，意味着测试宇宙发生的主导理论，该模型称为通货膨胀。最初在20世纪80年代初提出的通货膨胀是一个绷带，适用于治疗看似严重的伤口宇宙学家在最初构想的大爆炸模型中发现的宇宙学家。呼叫通胀大胆是轻描淡写;它暗示我们的宇宙开始以难以理解的光速扩展...甚至更快！幸运的是，仅需要膨胀的绷带，以令人惊讶的小分数一秒钟。在那个大多数微观的时间的时间里，斯科斯的非常模具被铸造。所有这些都是永远的，在宇宙规模上，至少是星系的巨大大会，它们之间的空间的几何形状 - 被伪造。
令人沮丧的是，30多年来，通货膨胀一直没有得到证实。一些人说这无法证明。但所有人都同意一件事:如果宇宙学家能够在宇宙最早的光中发现一种独特的模式，即宇宙微波背景光(CMB)，飞往斯德哥尔摩的机票就不可避免了。
突然间，2014年3月，人类对宇宙的愿景被动摇了。我是一个创始成员的团队在肯定的肯定上回答了永恒的问题：时间确实有一个开始。我们有证据。这确实是一个令人惊叹的时间。
F或者几周，我知道它即将到来。我们的整个团队疯狂地努力完成我们很快就会公开的结果。我们无情地审查了数据，努力争论调查结果的力量，讨论了历史上最伟大的科学发现之一。在现代宇宙学的强烈竞争世界中，赌注不可能高。如果我们是对的，我们的检测将抬起宇宙诞生面纱。职业会飙升，我们将永远在科学佳能中永生化。检测通货膨胀等于诺贝尔金，简单而简单。
但如果我们错了呢?这将是一场灾难，不仅对我们作为个人科学家而是科学本身。我们工作的资金将蒸发，有权轨道将被剥夺，专业资助毁了。曾经闪闪发光的诺贝尔金会被玷污。荣耀将被失望，尴尬所取代，甚至可能是羞辱。
神像继续前进。2014年3月17日，该团队的领导人对我们的研究结果的质量充满信心，在哈佛大学举行了一场新闻发布会，宣布我们的实验BICEP2已经发现了膨胀的第一个直接证据——这是宇宙诞生之初的阵痛感的间接证据。
宇宙学家正期待着一种耳语。我们声称Bicep2已经听到了一个咆哮。
BICEP2是一个小型望远镜，是位于南极洲的一系列望远镜中的第二个。十多年前，当我还只是加州理工学院一名低级的博士后时，我就与人合作发明了第一台望远镜(BICEP)。BICEP的诞生源于我长期以来的一种深深的痴迷，那就是要让看不见的宇宙的诞生变得可见。我没有忘记，如果我们成功了，诺贝尔奖将是对这一发现最切实的奖励。
BICEP的设计很简单。这是一个小型的折射望远镜——类似伽利略的望远镜，有两个透镜，可以弯曲入射光，并将其导向现代的超灵敏探测器，而不是人眼。这台望远镜需要放置在一个精致的原始位置，我们找到了一个:南极。我们的目标是捕捉宇宙膨胀的余震，这是一个印在大爆炸余辉上的信号——宇宙微波背景辐射(CMB)，它渗透到整个空间。
多年来，BICEP2一直在宇宙微波背景中寻找一种旋转、扭曲的模式(称为b模偏振模式)，宇宙学家认为，这种模式只能是由引力波在婴儿宇宙中产生涟漪时挤压和拉伸时空造成的。是什么引起了这些海浪?通货膨胀和通货膨胀。BICEP2对这种模式的探测将成为暴涨期间产生原始引力波的证据，几乎证明了暴涨的发生。
然后我们看到了它。没有回头路了。
T.他在哈佛的天体物理中心进行广播，吸引了全世界的媒体。近1000万人在网上观看了当天的新闻发布会。每个主要新闻媒体，从纽约时报到了经济学家在印度次大陆深处的晦涩的宪报上，“高调”报道了这一消息。我孩子们的老师都听说过。我母亲的麻将伙伴们对此非常高兴。
看实时视频，我可以看到MIT宇宙学家Max Tegmark报告该活动。他写道，“我从哈佛新闻发布会上写这篇文章宣布我认为是有史以来最重要的科学发现之一。在一小时内，它将全部超过网络，前面，它将导致至少一项诺贝尔奖。“
最后，我们看到了我们自己，以及整个世界都想看到的东西。BICEP2团队的声明是，我们已经读到了宇宙的序幕——毕竟，这是唯一一个没有开始的故事从中．
不，怀疑困扰着我。它肯定是对年龄的发现。但是吗？没有人免受确认偏见的免疫。和科学家们，尽管你可能思考，很少只能在任何可能导致的地方进行事实的收集者，遵循数据。科学家们都是人，往往都是人。当欲望和数据碰撞时，证据有时会失去情绪。不可能排除每种可能的污染物。我们足够粉了吗？
BICEP2信号最令人担忧的地方是它的巨大。它大得惊人，就像一个团队成员所说的，更像是在干草堆里找到一根撬棍，而不是一根针。在我们发表声明的时候，我们担心会被我们的主要竞争对手打败，那是一架价值10亿美元的太空望远镜，名为普朗克卫星，它拥有完美的高空位置，可以让我们抢先一步。在BICEP2的新闻发布会之前，普朗克已经排除了b模式信号一半和我们声称观测到的一样大。宇宙学家正期待着一种耳语。我们声称Bicep2已经听到了一个咆哮。
P.兰克代表着激烈的竞争:它在离地球100万英里的高空拥有得天独厚的有利位置，既没有重力，也没有大气污染。普朗克有一个绝佳的位置可以抢先我们一步。更糟糕的是，BICEP2望远镜早在两年前就被拆卸了。我们不能回去检查是否把镜头盖拿掉了。但我们可以利用我们最强大的武器:数据，而且是大量的数据。
我们首先测试了它的一致性，将大量数据分成两半，制作了两幅地图，一幅来自BICEP2前18个月的观测，另一幅来自后18个月的观测。这两张地图显示了相同的信号，尽管信噪比更低(因为每张地图的数据量只有两张地图加起来的一半)。
为了防止出错，木匠们常说:“量力而行。”好吧，BICEP2的天文学家们用了几十种方法来切割数据，寻找一组探测器与另一组探测器的数据之间的差异，或者望远镜向右扫描与向左扫描之间的差异。我们竭尽所能地篡改数据，团队里的每一位科学家都试图编造出更多被我们忽视的离奇场景。即使是外星人创造了我们的信号，其影响也不会那么惊人!
但如果我们错了呢?荣耀将被失望，尴尬所取代，甚至可能是羞辱。
当我在公共场合讲话，被介绍为宇宙学家时，我喜欢开玩笑说，你肯定不想让我给你做头发和指甲。很多人不知道宇宙学和美容学之间的相似之处不仅仅是表面上的。它们都有前缀宇宙这个词在希腊语中是“装饰”的意思，就像宇宙展现给我们的美丽面孔一样。当我看到BICEP2的数据被排列成一张地图时，螺旋和漩涡的图案让我大吃一惊。这正是通货膨胀预测我们会看到的，这是一见钟情。宇宙不仅仅是美丽的。这是在炫耀。
我们的兴奋中夹杂着一种不祥的预感。经过一年的调查，情况变得很清楚:信号不是来自南极、大气层，也不是BICEP2本身。如果不是通胀，它还能从哪里来?
一个可能的答案是，我们已经看到了与伽利略的时间以来，这么多天文发现的相同材料：灰尘。
每个人都知道B-Modes可以来自银河系中的星际尘埃：微波炉在我们自己的星系内散射灰尘可能会产生我们看到的模式。它可能构成我们现在看到的整个信号？我们怎么能证明它不是灰尘，而是在宇宙微波背景上的引力波的印记？
虽然我们选择了南洞——BICEP2根据现有最佳模型预测的低尘埃水平寻找b模的地方，但我们不确定它是否像我们预期的那样没有污染。我们真正需要的是高频数据。
前面我提到过，尘埃产生的极化量随着频率的增加而急剧增加。BICEP2只工作在150 GHz，对应的波长约为2毫米。如果将频率增加一倍，那么灰尘信号就会增加两倍。如果灰尘产生了我们的b模式，那在300ghz的频率下就很明显了……要是我们有这么高频率的数据就好了。
事实上，这样一幅地图做了存在，有我们需要的高频数据。只有一个问题:它属于我们的竞争对手——普朗克卫星。2014年初，普朗克团队还没有公布他们的b模极化数据。我们很害怕，普朗克可能不仅掌握了证明我们测量正确的关键，而且可能已经在我们之前瞥见了膨胀的b型信号。如果它真的像我们想象的那么大，那就完全在普朗克的掌握范围之内。
我们拼命地试图与普朗克团队合作，同时小心翼翼地不让他们知道我们的发现。这是一条危险的路线。有时合作的科学团队在其他时候也可能成为竞争对手，特别是当双方都有一个众所周知的目标或目标信号时。这是科学令人烦恼的一面;我们中的许多人都把这些数据当成是“我们的”，而事实上，这些数据属于付账的人:纳税人。
BICEP2具有更敏感的数据，但普朗克更广泛，覆盖整个天空，并且比二手P2更多的频率。在其他一切都被排除之后，频率覆盖率将钥匙视为我们的命运。
普朗克团队不会合作。要么他们没有我们想要的数据，或者他们确实拥有它，他们要舀美国。我们不得不独自走吧。频率质量缺乏的BICEP2，我们用数量补偿。我们为灰尘做出了五种不同的模型，每个模型都是基于旧数据 - 与我们之前曾经选择二十多年的观察区域的相同数据。
五种型号中的每一个都预测了总排放 - 通过灰尘在星系中的特定区域产生的总热量，但它们都不可以预测南部洞中可以预期的极化。因此，从这些数据中，如果它也略微偏振，我们将在我们的贴片中推断出在我们的补丁中看起来像什么。我们扮演了猜测的游戏，试图保守，最终落在我们的模拟中约5％的水平。
然后发出了一个启示：我们注意到一位普朗克队会员Jean-Philippe Bernard，一位银河系极化专家，在那年前发表了在线发布。伯纳德展示了普朗克粉尘测量的实际图片：我们竞争中看到的天空地图。这是一个宝藏地图，极化的“x”标志着诺贝尔金的景点。
我们一发现它，我们的一个团队成员就把伯纳德的幻灯片数字化了，通过推断揭示了以前被禁止的普朗克数据。我们知道这是一种非正统的方法。事实上，我们很多人都不太接受。我们将未发表的数据，一张定性图像，数字化，转化为定量信息。通过这样做，我们获得了一个新的模型，一个当我们开始使用BICEP获取数据时无法获得的模型，它具有我们渴望的信息。
这是时候：出版，否则我们的诺贝尔梦想可能会灭亡。
普朗克没有公布这幅地图，他们可能有自己的系统性错误需要担心。但这张幻灯片是公开的，可以免费获得，如果我们解释我们的方法，就可以使用它。但是，如果我们公开了，这张走私票能有多大份量?起初，这只是一种好奇心，一种让我们感到更自信的数字技巧。然后，几个月后，它就像滚雪球一样滚雪球，成为推理链条中的一个主要环节，向我们保证银河系尘埃是可以安全忽略的……并证实了一些我们开始时最疯狂的希望之外的事情:我们从膨胀中发现了b模式。
滑滑梯让我很不舒服。在电话会议和电子邮件中，我向BICEP2的领导们抱怨。我想要澄清一下:我们确定我们有准确的灰尘测量数据吗?我担心BICEP2的结果已经被普朗克排除了。尘埃的偏振是我们能看到普朗克看不到的信号的最明显的解释。
“我们如何使用谈话中显示但不适合任何定量目的的幻灯片？”我在一封电子邮件中向整个团队问道。领导层回复了我的电子邮件，说如果我们说出了我们所做的假设，就可以使用幻灯片。
此外，普朗克幻灯片只是证实了我们其他五个模型的结果，所有这些都表明，尘埃并不是我们看到的明亮b模式的合理解释。普朗克的幻灯片只是一个证据，并不是最明确的证据。这个荣誉属于我珍爱的BICEP，它已更名为BICEP1。与BICEP2不同的是，BICEP2在单个频率(150ghz)观测天空，而CMB在这个频率是最明亮的，bicep1有三个频率通道，分别是90ghz、150 GHz和220ghz。有了这些其他频率通道的好处，我们可以在一定程度上排除超过一定水平的灰尘的影响。
我们可以用普朗克的幻灯片，因为它不是主要的证据。最有说服力的证据来自于BICEP1，它说尘埃不是我们发出信号的原因，我们对此有95%的信心。换句话说，尘埃只有1 / 20的几率。如果你“只有”95%的中奖几率，你会参加宇宙历史上最大的彩票吗?你当然会!
John Kovac为他们的实际数据达到了普朗克队的最后一个请求，但再次被拒绝了。我认为普朗克即将舀美国。等待不会帮忙。普朗克幻灯片与二苏普1的数据相结合，确信我们所有49人，包括我。我下了我的高马。这是时候：出版，否则我们的诺贝尔梦想可能会灭亡。
W.伊思新闻发布会三周，我们的结果写了250篇科学论文。这是惊人的;如果在几十年的过程中有250个引用，一篇论文被认为是“着名的”！然后，在4月初，我收到了物理学家Matias Zaldarriaga的电子邮件。我想知道他有多少次祝贺我？
“当尘土很低，但覆盖范围很广时，就预示着步兵来了。“太阳粽子,兵法
Matias的4月电子邮件不是“attaboy”。他被打扰了。他想谈谈细节。我知道什么，我什么时候知道的？这是我长期以来的审判的开始。谣言在普林斯顿在普林斯顿旋转，我们使用臭名昭着普朗克幻灯片的方式。“在普林斯顿的人们非常关心灰尘，”他说，“事实上，他们已经设法说服我说没有一个非常好的原因我相信它不仅仅是灰尘。你自己看着前景吗？“当然，我看过前景 - 潜在的污染源，例如银河系的尘埃。整个团队一直担心我们的银河系生产虚假的B模式极化，这些偏振将以原始的引力波B模式化。 But data at low frequencies from BICEP1 and at high frequencies from Planck’s scrubbed PowerPoint slide convinced us we were okay.
几天后，我遇到了一个普林斯顿大学大卫Spengel的一个古代的大卫Spengel的风，就在哈佛新闻发布会之后。大卫说，他在结果中发现了一个错误，我们的数据被银河系中的灰尘污染。很快，我发现普林斯顿激光的其他人在我们建模尘埃的方式上专注。BICEP2领导层预计普遍存在普林斯顿人民的冲击，甚至可能是在普林斯顿人员上致力于几个竞争的B模式实验。也许他们在被挖掘出另一个主要的CMB发现后令人沮丧。
我问Matias如果是David Spercel单独造成他的担忧。Matias说，“我认为这里没有别的人谈论。”我的心停了下来。普林斯顿的宇宙学计划是全国宇宙学完全的圣洁护理，由世界上最好的实验主义者和理论家组成，其中包括国家科学院的多个成员。它感觉像一个通货膨胀的调查，一个可以把二头肌的询问结果放在禁用的预印刷的现代指数上。
想象一下，发现整个国税局都痴迷于您的纳税申报表。不只是一个流氓审计员，而是所有人，从财政部长到下，都盯着你的1040表格!这是硬化。
马蒂亚斯告诉我，一位杰出的年轻物理学家拉斐尔·弗拉格和斯珀格尔以及斯珀格尔的研究生j·科林·希尔一起写了一篇论文。Flauger让Matias相信银河系的尘埃极化比BICEP2的科学家假设的要高。我们在使用未发表的普朗克幻灯片时也曾使用过同样的策略;他们可以在我们公布结果之前将其数字化。生在滑梯，死在滑梯。
马蒂亚斯补充道:“不要误解我。显然，我最希望的就是结果是正确的。但这里的讨论已经动摇了我的信心，因此我希望你们能对怀疑者做出回应，详细解释你们用那些普朗克幻灯片做了什么。”
5月份早期，拟武士和他的合作者已经完成了分析，它对二手P2看起来并不好。根据拟帆船，我们使用了普拉克幻灯片中的粉尘极化水平的错误估计，值低于我们应该使用的四倍。如果是真，BICEP2将作为历史欺骗的最庆祝的尘埃探测器下降，如我们面前的许多人，通过肮脏的幻想。
但Flauger的分析并不是决定性的。他本人保持冷静，说:“我希望仍有信号。我不是想挑起争端;这就是科学的运作方式，有人提出一个结果，其他人来验证它。但这种事通常不会在公共场合发生。”他和他的同事，还有Uroš Seljak和Michael Mortonson，声称我们对普朗克结果的解释是可疑的;但这并不意味着我们错了。只有新的数据，BICEP2或进行重新分析的团队无法获得的数据，才能告诉我们斧子是否最终会掉下来。目前还没有定论。
拟武士的分析彻底，宇宙学社区花了几个星期的消化。一个紧张的氛围，解决了CMB社区;这是一个宇宙悬崖，慢慢地播放了我们所有人。
初夏时，BICEP2团队陷入了极度恐慌的状态，他们反复分析数据，对裁判报告做出反应，并在媒体和科学会议上扑灭大火。与我们的科学之战平行的是一场战斗在媒体关于媒体。特别是，哈佛大学新闻发布会的礼仪性成为科学界最热门的话题之一。对于BICEP2寻求宣传的方式，我们收到的批评几乎和我们使用抹去了的普朗克幻灯片所受到的批评一样强烈。
科学家们，专家和记者被称为在同行评审完成之前在新闻发布会上宣布调查结果的决定。虽然不可能知道持有新闻发布会是否对我们有好处或不好，但如果应该举行新闻发布会的问题是一个重要的问题。这种决定总是压力。对于物理学家来说，新闻发布会可能是一个终身事件。如果您的结果是正确的，则一项新闻发布会的发现可能会导致诺贝尔奖。如果您的结果是错误的，可能是您的研究结束......及其新闻报道。
对于BICEP2，标准练习 - 一个月长的同行评审过程，然后是新闻稿 - 有许多缺点，其中任何一个都是令人担忧的。总的来说，它们是完全毫不屈服的。首先，在同行评审期间，返工和重新提交周期我们本可以被比赛所淹没。其次，我们担心向期刊派遣论文将是不公平的，为特定的小组裁判和他们的朋友 - 一首关于提案提交的首发。我的领域是如此竞争力，唯一没有在BICEP2上审查本文的高技术方面的人是竞争对手。我们的首要任务是进行科学演示，以向宇宙学社区所有同行传达我们的结果。通过在线释放BICEP2的论文和数据，我们允许整个社区，不仅仅是两名裁判，立即开始技术审查。虽然一些科学家赞扬我们首先要去公众的决定，而是试图对宣布大片的新药物的决定，对BICEP2的人群方法的批评有时是残酷的。纽约时报记者丹尼斯·奥弗比(Dennis Overbye)指出，这种科学的香肠制作过程并不完美，他称之为“解剖……这是科学过程中一个罕见的例子——尖锐的肘击、自负等等。”
新闻发布会后三个月，2014年6月，该文件的同行评审版已发表于此物理评论快报．在两位匿名推荐人的建议下，我们删除了普朗克幻灯片上所有灰尘数据的痕迹。我们说，它的删除是由于其分析中涉及的不可量化的不确定性。但我们很清楚:BICEP2的数据是无可非议的。有待辩论的只是解释。普朗克承诺很快解决这个问题，因为它的最新数据将在未来几个月发布。
普朗克之前曾证明，银河系的尘埃发射出带有黑体光谱的微波，就像宇宙微波背景辐射一样。但是尘埃释放的温度是20开尔文，而不是3开尔文。由于黑体的总能量随其温度的四次方而增加，银河系的辐射亮度几乎是宇宙微波背景辐射的2000倍。
普朗克的频道之一，它的频段为353GHz，几乎对任何东西都不敏感除了尘埃;这是一种牺牲的渠道，它不是奉献给我们寻找的宇宙黄金，而是奉献给可能模糊它的宇宙垃圾。我们都希望，普朗克的353 GHz频道将是拯救，量化的定性幻灯片，并允许一个不变的结论。这将是一个漫长而炎热的夏天。
随着普朗克353 GHz论文的出现，BICEP2团队的膨胀开始结束。尽管普朗克小组小心释放南洞,没有数据的领域BICEP2 observed-perhaps害怕——他们让我们将数字化直言不讳的评估潜在的尘埃极化污染在南部洞,说它是“相同的级BICEP2报道。”这意味着尘埃和膨胀引力波一样可能是我们b模式的罪魁祸首。
后来，普朗克团队产生了银河系尘埃化的形象，最后包括我们的天空，南部洞。它很令人着迷;大型的天空与天蓝色的飘带，赭石的螺旋和琥珀色的花环的旋转。所有van Gagh Vainglory都炫耀灰尘。“可见的确定性，”伽利略可能会呼吸，因为他与他的斗篷假设有关。但这一次他会被摧毁。它结束了。伊甸园沉没了悲伤。我们的诺贝尔黄金无法留下来。
BICEP2原来是一个非常精确的灰尘探测器。它还向公众展示了科学是如何运作的:你发布一个结果，其他科学家就会对结果进行测试。你把你的问题摆到桌面上，把所有的问题都留给批评你的人。如果他们攻击你，你就防御，直到你不能再防御，攻击平息。只有到那时，当批评家和支持者都精疲力竭，科学才能被解决。
对于BICEP2的撤回，既没有新闻发布会也没有病毒式视频．虽然普朗克，尾随在我们身后的可怕的敌人战斗机，清楚地说明了我们的星系产生的尘埃b模的数量，但他们从来没有说过什么宇宙膨胀产生的b模式。这是BICEP2的愿景蒙上了一层阴影:有点恐惧，有点贪婪，大部分是灰尘。
Brian Keating是加州大学圣地亚哥的物理学教授;一位美国物理社会;和西蒙斯天文台的主任。他在二头肌工作的科学家和工程师中获得了2007年总统早期职业奖。跟随他在Twitter @drbriankeating
改编自失去诺贝尔奖:一个关于宇宙学、雄心和科学最高荣誉的危险的故事布莱恩·基廷。版权所有©2018布莱恩·基廷。在出版者的许可下使用，诺顿公司保留所有权利。
