发生了什么
2014年3月17日,BICEP2合作组(位于南极的望远镜,由哈佛-史密森天体物理中心的约翰·科瓦奇领导)在哈佛新闻发布会上宣布,在宇宙微波背景辐射中发现了B模偏振:这是宇宙最初几分之一秒的引力波在最早的光上留下的印记。该信号“远超许多科学家的预期”,达到7西格玛。暴胀的“冒烟枪”终于找到了。
反应如同加冕。暴胀理论先驱阿兰·古斯表示“完全震惊”;竞争项目普朗克卫星的一位研究人员说“如果这是真的,那就太重大了”;BBC报道称“假设结果得到证实,诺贝尔奖似乎是板上钉钉的事了”。团队表示,他们花了三年时间检查污染——包括每个宇宙学家都知道的麻烦制造者:我们银河系中的尘埃。
几个月内质疑出现。BICEP2的望远镜只在一个频率上观测天空,而尘埃在它看不到的频率上发光。6月,团队下调了置信度,其同行评议论文附上了关于尘埃的附录;9月,普朗克的全天图显示,仅仅尘埃就能产生与BICEP2一样强的信号。2015年1月30日,一份BICEP2/凯克/普朗克的联合论文承认了这一点:信号无法与尘埃区分,原初引力波的最佳估计与零一致。《自然》的标题是:“引力波发现正式宣告死亡”。
合作组的代价比可能的小:它与竞争对手共同撰写了反驳论文,并继续采集数据——此后的每个上限(2015年r<0.12,2021年r<0.036)都没有发现任何痕迹,信号至今未被探测到。死掉的是公告本身:一场新闻发布会,诺贝尔话题,以及建立在背景噪声上的十个月头条新闻。合作组成员布莱恩·基廷将整个事件写进了书《失去诺贝尔奖》。
付出的代价
信号是尘埃:BICEP2只看到单一频率,因此普朗克的地图显示它无法与银河系尘埃区分,原初波估计为零。
为什么发生
在同行评议前先开新闻发布会:7西格玛、诺贝尔框架、“冒烟枪”——这一声明先是新闻事件,然后才是论文,所以更正不得不对抗头条。
单一仪器、单一频率:BICEP2无法看到需要扣除的尘埃,因此三年的检查错过了要点——信号与其无法测量的前景无法区分。
在头条新闻肆虐的同时,警告信号已见诸记录:已发表论文附有尘埃附录,大卫·斯珀格尔在6月就提出尘埃可能——早于联合论文几个月。
非同寻常的主张需要对手的数据:直到普朗克的全天尘埃图和联合分析出现,即新闻发布会十个月后,问题才得到解决。
可以学到什么
7西格玛只有在你不能看到的东西面前才有效。BICEP2花了三年检查污染,却漏掉了尘埃——唯一能看到尘埃的仪器正是它没有的。
后续
该合作组通过两次做正确的事来挽回:它与竞争对手共同撰写了反驳论文,且仪器继续运行。此后的每个上限——2015年r < 0.12,2018年r < 0.07,2021年r < 0.036——均未发现信号踪迹,原初引力波仍未探测到。这一事件为宇宙学提供了关于尘埃的经典笑话,并催生了一本书:合作组成员布莱恩·基廷的《失去诺贝尔奖》,讲述了这个草率行为付出的代价:信誉,以及一个从未出现过的诺贝尔奖。
从这里,追溯依据
参考来源
- 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