宇宙背景辐射的全天图，由威尔金森微波制作的全天图... [+]环球影业集团通过 GETTY IMAGES

似乎没有一个星期没有人吹嘘发现了另一个遥远的星系，它可能在时间本身破晓后仅几百万年形成。但早期宇宙似乎有一道大爆炸后38万年的硬性回溯墙。它是最后一次散射的表面;辐射光子仍在自由电子上反弹时不透明的热等离子体与透明宇宙之间的边界。

它被称为宇宙微波背景辐射 (CMB)，目前已知的技术和物理学似乎无法穿透。即便如此，宇宙学家继续花费大量时间探索其温度波动图，以期梳理出有关早期宇宙的新数据。

“在那 38 万年前，光子不断地散射电子，所以你无法观察到 CMB，因为一切都变得混乱了，”仪器科学家和伦敦大学学院 (UCL) 物理学教授 Giorgio Savini 最近在大学天文台位于伦敦以北约 45 分钟车程处。“只有当宇宙冷却到足以使物质解耦时，光子才能在直线上自由传播。”

迄今为止，来自地面和太空的 CMB 的 360 度地图通常会追踪微小的温度波动。但要进一步探测 CMB，将需要使用新的技术来寻找所谓的 B 模式偏振。

如果天文学家能够检测到它，它将证实暴胀理论。即大爆炸后第一个万亿分之一秒内时空的指数膨胀。

萨维尼醒着的很多时间都在思考光学工程，以便将来进行 CMB 观测。

LiteBIRD Mission Spacecraft 的艺术家概念图国际航空航天局/日本宇宙航空研究开发机构

Savini 说，测量这种偏振的方式使我们能够恢复关于最后一个散射表面或之前时刻发生的事情的信息。他说，最有价值的偏振检测将是大尺度 B 模式偏振。

是什么导致了这种两极分化?

萨维尼说，除了原始引力波之外，几乎没有什么可以在非常大的角尺度上产生 B 模式。他说，原初引力波会使光子的波长极化，因此 CMB 上会有一个非常特殊的模式。

寻找 b 模式偏振的下一步是什么?

在卫星方面，LiteBIRD 合作组织是一个由日本领导的联盟，由来自日本、欧洲和北美的数百名研究人员组成，他们将寻找由膨胀本身引起的量子涨落。LiteBIRD(用于从宇宙背景辐射检测研究 B 模式偏振和膨胀的 Lite(光)卫星)的当前计划涉及三个毫米波望远镜。至于 Savini，他是 LiteBIRD 任务的英国校准召集人。

LiteBIRD 计划于 2027 年发射，旨在通过在太空中重力稳定的日地拉格朗日点 (L-2) 对整个天空进行为期三年的观测来检测原始 B 模式信号，日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA)笔记。

目的是在 CMB 中搜索暴胀引起的原初引力波。通过以比以前的全天实验高 30 倍的灵敏度测量整个天空，LiteBIRD 将能够以前所未有的精度生成新的 CMB 偏振图。

希望 LiteBIRD 能够检测到 CMB 中 b 模式偏振的特征。

“B 模式的检测是圣杯，它本身就可以证明膨胀，”萨维尼说。

至于检测本身?

Savini 说，除了技术之外，最困难的“问题”是从许多前景信号和“系统相关”效应中识别信号。也就是说，当你深入到百万分之一或更多的精确测量时，硬件的行为方式与预期不同，他说。

萨维尼说，没有目标，我们说如果我们到达那里，我们就会看到 B 模式。相反，这是一种尽可能降低敏感性的尝试，以排除或确认存在，他说。

如果 LiteBIRD 或未来探测 CMB 的地面天文台确实检测到这种 B 模式极化，这将标志着一种获取有关我们宇宙最早时间的信息的新方法。

萨维尼说，如果这种检测真的发生了，它将帮助我们了解宇宙的“中间”时代，从暴胀过去几个月到大爆炸后几千年。