DDS046-「引力波（III）」

（承前文）在前兩篇短文（DDS044 和DDS045）中，我針對此次「引力波」的偵測以及與其相關的兩個主要科學議題（即「引力波」和「遽膨/劇脹説」），向讀者您做了一些簡單介紹，現在就讓我們回頭再來看看，該發現的一些實質內容及其爭議之所在。

首先，該團隊又被泛稱為 BICEP2 團隊（BICEP 為 Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization 研究計畫的縮寫簡稱），前後共有成員約 20 至 40 人參與。該研究之規劃肇始於 2006 年，到2009 年時，才在南極設立完成觀測所需的天文望遠鏡，並開始收集相關的觀測資料，該項工作直至 2012 年時才結束。他們之所以選在南極設立觀測基地，主要是因那裡的大氣層薄又乾燥，特別有利於無線電波的觀測。再次提醒，該團隊並非直接觀測「引力波」，而是間接觀測「引力波」對「宇宙微波背景（cosmic microwave background）」的影響〔註：若要能直接觀測「引力波」的存在，還是得借助 LIGO 雷射干涉計的測量；見前文 DDS044-「引力波（I）」〕。

下圖（Credit：Steffen Richter, Harvard University；from：http://www.space.com/25746-bicep2-team-discusses-findings.html）位據中間者即是 BICEP2 天文望遠鏡在美國南極基地的照片，其左為 「南極望遠鏡（the South Pole Telescope）」，其右則為另一稱為 「Keck 的列陣望遠鏡（the Keck Array telescope）」，此後二者，因為觀測位置和天候條件和BICEP2類似，將來所得結果，應可用來和 BICEP2 的結果彼此相互驗證。圖片中也正好攝入該基地運補飛機（LC-130），於運補任務完成後，離地起飛時的英姿。

如前文 DDS008-「宇宙微波背景」輻射圖所述，「宇宙微波背景」圖，主要是呈現宇宙在「大爆炸」38 萬年後的溫度變化，這些不同的溫度，能引起「微波輻射」不同程度的偏光（polarization）效應，這時若有「引力波」的存在/干擾，就會造成偏光現象的改變，該團隊其實就是觀測「宇宙微波背景」圖受「引力波」影響下的偏光現象，稱之為 B-型（B-mode）圖輻（見下圖；Credit：BICEP2 Collaboration；from：http://www.space.com/25078-universe-inflation-gravitational-waves-discovery.html?cmpid=556786 ）。圖中清楚顯示，原本的「宇宙微波背景」圖，呈現出一捲曲定向的偏光現象。由於這種偏光現象，主要是來自「引力波」的影響，而科學家們也相信，宇宙在「大爆炸」瞬間後的急遽膨脹過程中，由量子擾動（quantum fluctuations）所造成的「引力波」，即能引起此種偏光效應，因此，該團隊的偵測結果，當然也就證實了「遽膨/劇脹說」的理論。

該團隊窮其連續三年來的連續觀測（即上圖），窄看起來相當簡明有力，不容置疑，但卻引來學界隨後的高度挑戰甚至撻伐，究是為何？其實，整個問題的癥結在於，這B-型的偏光現象也可能是來自我們銀河系鄰近的塵埃（dust），而所有對該團隊研究成果的質疑，目前幾乎全都針對此㸃。因為，這類塵埃，由於其顆粒極小，也能造成宇宙微波輻射的偏光效應，在審視B-型偏光現象時，必須將其所引發的效應，予以確認並全部加以過濾扣除，才能看到「引力波」的真正影響。

針對此㸃，該團隊當然不是省油燈，更是個中高手，對此塵埃可能帶來的影響自是瞭然於胸，而事實上，他們也盡了所有能奈，取得一他們相信應可代表他們觀測區域（僅佔全宇宙 2% 的範圍）的平均塵埃量，並加以扣除。現在問題來了，其他學界同儕卻提出更精準數據（例如，比對來自歐洲航太中心 Planck 天文望遠鏡的觀測結果；Planck 的觀測範圍較 BICEP2 團隊大了許多，而且使用了 6 個不同的頻道），認為他們低估了我們銀河系外圍的塵埃量，也就是説，他們扣除的還不夠多，若把此更多塵埃量的影響刪減後，就不可能看到如該團隊所宣稱，那麼清晰明確的偏光效應，使得代表「引力波」的訊號就不再那麼確定，因而質疑他們是否真的間接偵測到「引力波」的存在。

這些排山倒海而來的質疑，也確實引起了該團隊的許多困擾，主持人也自承現在就像身陷風暴中心（I'm feeling like I'm at the eye of the storm），其他團隊成員，也不諱言他們對自己日前宣告的信心，正逐日流失中，也改口聲稱，還需要其他更多獨立的觀測，來驗證他們對塵埃引起偏光效果的估算是否偏低？除了以上科學內容上的辯證，當然也難免有些冷嘲熱諷的情緒用語在網路上流傳（我個人認為沒有必要，壞了讀書人的氣度，千萬不要學，但也要引以為愓）；例如：「最好把慶祝香檳暫時先放回冰箱裡」、「先不要急著去訂到瑞典斯德哥爾摩（諾貝爾獎頒獎所在地）的機票，免得到時空手而回」等等，不一而足。

在諸多評論中，也有一些發人深省的警語，值得我輩從事科研工作者引以為鑑：科學是不可以投票的（想想台灣核四公投議題的荒謬），也不是喜好度調查，更不是選美比賽，任何號稱重大科學上的突破，不是只看其華麗外表，而是要能經得起他人的檢驗。對任何從事科研工作的人（特別是宣稱有重大科學突破的成果），有一嚴格的自我要求鐵律，那就是：「每一項成果，在未被證明是對的之前，都是錯的（Every claim of a scientific result is wrong until proven right）」。最終的結果如何，當然留待學界同儕間的驗證，但經過這樣的事件，又能給我們自己（大陸和台灣）本就薄弱的學界，帶來什麼樣的啓發呢？（全文完）