事件經過
2014年3月17日,BICEP2合作組——由哈佛-史密松天體物理中心的John Kovac領導、位於南極的望遠鏡——在哈佛的一場記者會上宣布,他們在宇宙微波背景中發現了B模偏振:宇宙最初一瞬間的引力波在最古老的光上留下的印記。該訊號「比許多科學家敢於期望的強了不少」,達七個標準差。暴脹的冒煙槍,終於找到了。
反應如同一場加冕。暴脹理論先驅Alan Guth說他「完全驚呆了」;競爭對手普朗克衛星的一位研究人員說「如果這被證實,那將是巨大的」;BBC的報導指出,「假設結果得到證實,諾貝爾獎似乎穩了」。團隊表示,他們花了三年時間檢查污染——包括每位宇宙學家都知道的那個麻煩製造者:我們自己銀河系中的塵埃。
質疑在幾個月內到來。BICEP2的望遠鏡以單一頻率觀測天空,而塵埃發光的頻率它看不到。六月,團隊下調了信心,其同行評審論文附上了關於塵埃的附錄;九月,普朗克的全天圖顯示,僅塵埃就能產生與BICEP2同樣強的訊號。2015年1月30日,BICEP2/Keck/普朗克聯合論文承認了這一點:該訊號無法與塵埃區分,對原初引力波的最佳估計與零一致。《自然》的標題:「引力波發現現已正式死亡」。
合作組付出的代價比可能的小:它與競爭對手共同撰寫了反駁,並繼續採集數據——此後的每一項限制(2015年r < 0.12,2021年r < 0.036)都未發現任何東西,該訊號仍未探測到。死去的是那場宣布本身:一場記者會、諾貝爾獎話題和十個月的頭條,建立在一個前景之上。合作組成員Brian Keating將整件事寫成了一本書,書名為《Losing the Nobel Prize》。
代價幾何
訊號是塵埃:BICEP2只看到一個頻率,因此普朗克的圖顯示它與銀河系塵埃無法區分,原初引力波的估計為零。
為何發生
在同行評審之前於記者會上宣布:七個標準差、諾貝爾獎框架、「冒煙槍」——這一主張首先是一場新聞事件,其次才是一篇論文,因此更正不得不與頭條抗爭。
單一儀器、單一頻率:BICEP2看不到它需要扣除的塵埃,因此三年的檢查錯過了重點——一個與它無法測量的前景無法區分的訊號。
在頭條滿天飛時,告誡已記錄在案:被接受的論文附有關於塵埃的附錄,David Spergel在六月就主張存在塵埃——比聯合論文早了幾個月。
非凡的主張需要對手的數據:只有當普朗克的全天塵埃圖和聯合分析到來時,問題才得以解決,那是在記者會十個月之後。
教訓
七個標準差的好壞,取決於你看不到的東西。BICEP2花了三年檢查污染,卻錯過了塵埃——唯一能看到它的儀器,正是它所沒有的。
後續
合作組透過兩次做正確的事而恢復:它與競爭對手共同撰寫了反駁,其儀器繼續運行。此後的每一項限制——2015年r < 0.12,2018年r < 0.07,2021年r < 0.036——都未發現該訊號的蹤跡,原初引力波仍未探測到。此事給了宇宙學一個關於塵埃的常駐笑話,並催生了一本書,即合作組成員Brian Keating所寫的《Losing the Nobel Prize》(2018),講述這場匆忙的代價:信譽,以及一個從未存在的諾貝爾獎。
追溯依據
參考來源
- Wikipedia — BICEP2 (full timeline: announcement, 7σ claim, June 2014 doubts, Planck dust maps, January 2015 joint paper, r limits since) en.wikipedia.org
- BBC News — 'Cosmic inflation: Spectacular discovery hailed' (17 Mar 2014, the announcement, Guth and Nobel quotes) bbc.com
- BBC News — 'Cosmic inflation: New study says BICEP claim was wrong' (30 Jan 2015, joint paper, Puget quote) bbc.com