3月中旬，一個致力於探測時間最初時刻的實驗小組，由四位天體物理學家組成，在馬薩諸塞州劍橋的哈佛-史密森天體物理中心 (CfA) 舉行了一場特別的新聞釋出會。科學家們宣佈，位於南極的射電望遠鏡發現了由大爆炸產生的引力波。他們在網際網路上釋出了一篇未經同行評審的論文，宣稱宇宙學“新時代”的開始。
在新聞釋出會上分享聚光燈的是安德烈·林德和艾倫·古斯，這兩位理論物理學家發展了關於宇宙在誕生時如何迅速膨脹的開創性理論。新的結果驗證了這些理論——或者看起來是這樣。
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斯坦福大學和CfA都發布了新聞稿，稱這一發現是表明通脹理論為真的“確鑿證據”，這個短語出現在有關該發現的國際頭條新聞中。一段斯坦福大學研究員郭超林走到林德的住處分享發現訊息的短影片被數百萬人觀看。在媒體採訪中，面帶微笑的物理學家和宇宙學家幾乎興奮地跳起了舞。
他們中的大多數人都謹慎地指出，使用BICEP2望遠鏡（宇宙星系外偏振背景成像，第二代）進行的實驗的科學家們提出的革命性主張，必須透過可以排除其他解釋的額外實驗來證實。但是，由於BICEP2的非常技術性的論文斷言引力波訊號為假的可能是非常低的，因此對大多數人來說，這一發現似乎已成定局。
但對大衛·斯珀格爾來說並非如此。斯珀格爾在天體物理學領域贏得了聲譽，他曾是威爾金森微波各向異性探測器 (WMAP) 的團隊成員，這是一顆於2001年發射入軌的射電望遠鏡。該衛星對大爆炸微波餘暉的測量結果確定了我們不斷膨脹的宇宙的年齡（137.7億年），並揭示了其普通物質（佔總量的4.6%）與暗物質（24%）和暗能量（71.4%）的比例。（普朗克衛星的資料後來將年齡修訂為接近138億年，並將普通物質、暗物質和暗能量的百分比分別修訂為4.9%、26.8%和68.3%。）
斯珀格爾還參與了其他幾個正在尋找大爆炸引力波證據的實驗。他不是BICEP2的成員，BICEP2也測量宇宙微波背景輻射 (CMB)，但他一直在普林斯頓大學向他的學生講授它。在火車上閱讀BICEP2的論文時，他發現了資料解釋中的嚴重問題，特別是考慮到在BICEP2宣佈之後釋出的新CMB測量結果。在5月下旬，斯珀格爾與紐約大學和新澤西州普林斯頓高等研究院的物理學家拉斐爾·弗勞格爾以及普林斯頓大學的研究生J·科林·希爾合作，共同發表了一篇對BICEP2團隊結果的評論。三人得出結論，該訊號很可能由銀河系前景中的宇宙塵埃產生，而不是由引力波產生。其他宇宙學家也加入了進來，包括加州大學伯克利分校的邁克爾·J·莫頓森和烏羅什·塞利亞克，他們寫了他們自己的評論文章，結論是：“因此，現在慶祝BICEP2的結果作為通脹的明確證明還為時過早。”
6月20日，《物理評論快報》發表了BICEP2原始論文的修訂版。在這篇新論文中，天體物理學家認真地限定了他們的引力波解釋。最重要的是，他們刪除了有關來自歐洲航天局普朗克空間天文臺的科學家給出的未發表簡報中獲得的有關塵埃的資料。他們還納入了他們在釋出該論文的第一個版本時不可用的有關塵埃的普朗克資料。BICEP2的科學家們在腳註中向斯珀格爾及其同事致意，承認他們不能再“排除塵埃發射足夠亮以解釋整個多餘訊號的可能性”。
6月中旬，《量子》雜誌與斯珀格爾坐下來討論了BICEP2的爭議。這是該對話的濃縮和編輯版本。
《量子》雜誌：您是BICEP2團隊聲稱發現原始引力波存在的首席批評家。為什麼？
BICEP2的天體物理學家應該更加謹慎。他們報告的證據未能說服我相信他們解釋為由引力波引起的訊號實際上不是由銀河塵埃引起的。
媒體反應過度了嗎？
我不怪媒體報道確鑿證據的故事，但我確實責怪BICEP2專案的科學家們過度推論，提出了其自身資料不能完全支援的主張。
BICEP2在《物理評論快報》上發表的修訂版論文中對其確鑿證據主張的修改是否讓您滿意？
修訂後的論文仍然使用了不切實際的前景模型，很可能低估了塵埃訊號的強度。但這是一個積極的訊號，表明該團隊成員現在認識到他們不能再排除他們的引力波訊號為假的可能性。
BICEP2的論文非常技術性。用普通語言來說，為什麼偏振很重要？
光可以描述為電磁波，也可以描述為粒子，即光子。直射陽光是非偏振的——光子在所有方向上隨機散射。但是，當光子從水或鏡子等表面反彈時，散射光波被限制為相對於其傳播平面上下或左右振盪。這就是偏振。
我們在日常生活中看到偏振光：在霧濛濛的海灘上，偏光太陽鏡會濾除水散射光子的偏振眩光，因此我們可以更好地看到周圍環境。
在天體物理學中，射電望遠鏡測量宇宙微波的偏振，這些微波是已經朝我們傳播了130多億年的光子。當我們的儀器測量這些光子的屬性時產生的偏振模式可以揭示過去引力波的存在。
什麼是引力波？
引力波是時空結構中的扭曲。這些波的傳播方式類似於水波，水波從扔進湖中的石頭向外呈同心圓狀擴散。人們認為碰撞的中子星會發出巨大的引力波，但它們的能量非常微弱，我們尚未在實驗中發現任何引力波。但是，如果通脹理論為真，那麼在大爆炸後通脹的微觀瞬間，宇宙以指數方式膨脹，比光速還快，這是由難以置信的高能量爆發驅動的。
在這萬億分之一萬億分之一萬億分之一秒內，時空中的量子力學漲落產生了引力子，即時空中的引力漣漪。隨著膨脹且沒有光線的宇宙在超高溫通脹瞬間之後冷卻下來，這些微小的波逐漸擴充套件到數十萬光年。
然後，突然間，有了光：在通脹結束後大約38萬年出現的“最後散射面”上，光子被釋放出來，向各個方向傳播。這裡有一個訣竅：引力波會移動電子。一些光子從正在被引力波移動的電子上反彈，這些引力波是在通脹期間以量子力學方式產生的，並且已經成為經典物體。
該理論認為，這些光子產生了一種稱為B模的捲曲偏振模式，這種模式與當電子與引力波相互作用時發生的情況有因果關係。
天體物理學家預測，這種B模偏振模式非常微弱地記錄在宇宙微波背景中。BICEP2在CMB中檢測到的偏振模式可能有效地是原始引力波的快照。
或者，它可能是由銀河系中漂浮的矽塵微粒散射而偏振的光子產生的模式，這是一種較年輕的B模模式，與138億年前的模式相同。
為什麼找到引力波的證據如此重要？
發現原始引力波的存在，就打開了一扇瞭解大爆炸後10^-35秒發生的物理學型別的視窗，其能量尺度比大型強子對撞機可以探測的能量範圍大萬億倍。實際上，我們將看到引力子的運動——量子化的引力。
這是否意味著通脹理論可以被證明是真的？
證明一個理論意味著什麼？我們主要是在證偽事物。通脹與其說是理論，不如說是一種情景，因為有很多版本的通脹。通脹情景做出了已經透過實驗驗證的預測，這很棒。但是，我的觀點是，雖然通脹為我們指明瞭正確的方向，但它並不是最終的理論。
也就是說，如果非塵埃B模訊號像BICEP2研究人員聲稱的那樣大，那就需要在統一量子力學和廣義相對論領域能級的大場通脹的存在。強引力波的存在將排除許多相互競爭的量子引力理論，並指出正確的前進道路。
BICEP2研究人員對其自身資料的解釋有什麼問題？
實驗的難點在於確定B模訊號中有多少是塵埃和其他可能的資料汙染物。從總B模訊號中減去這些量，剩下的（如果有的話）是由於古老的引力波造成的。BICEP2在150 GHz的單個無線電頻率上對天空進行了非常靈敏的測量。僅使用單個頻率讀數，我們無法判斷B模訊號是由銀河塵埃引起的還是由引力波引起的。我們需要多頻資料。
為什麼BICEP2將搜尋限制在一個頻率上？
事實證明，150 GHz是我們可以構建最靈敏探測器的頻率。這種方法很好，但是我們還必須探索更高和更低頻率的範圍，以確認B模模式的來源。但是，在為地面望遠鏡選擇可搜尋頻率時，存在信噪比限制。例如，在地面上，氧氣在60 GHz時會發出無線電噪聲，而水在120 GHz時會發出很大的噪聲。
諸如普朗克衛星之類的空間望遠鏡是否更適合尋找由引力引起的B模偏振模式？
地面探測器比太空望遠鏡技術更先進，因為太空儀器的設計必須在發射前五六年就凍結。但是太空比次大氣層要乾淨得多。在那裡，無需擔心氧氣和水的訊號汙染資料，限制某些頻率的使用。太空望遠鏡可以搜尋更大的天空範圍，但其執行成本要高得多。這是一個權衡，但我們需要來自地面和太空的資料，才能產生最大的覆蓋範圍。
普朗克衛星能確定BICEP2提出的引力波訊號是否真實嗎？
塵埃在高頻率下更亮。普朗克衛星在353 GHz的頻道上執行。在353 GHz時，塵埃比BICEP2搜尋的150 GHz亮20倍。如果普朗克衛星在353 GHz處僅檢測到來自極化塵埃的微弱訊號，那麼我們將對BICEP2發現引力波的主張更有信心。但是，如果普朗克衛星在353 GHz處觀測到大量的B模式極化，那麼，可悲的是，BICEP2的發現將是極化的塵埃。
對BICEP2的批評之一是，研究人員使用了從一年前在會議上展示的普朗克幻燈片中獲得的關於塵埃分佈的彙總資料。
BICEP2團隊成員錯誤地分析了普朗克資料。他們聲稱塵埃極化導致B模式訊號的可能性僅為百萬分之一。這是因為他們誤解了普朗克幻燈片上顯示的彙總結果。
他們為什麼不使用普朗克原始資料？
普朗克衛星的原始資料要到年底才會公開。
您是否要求BICEP2科學家訪問他們的資料？
是的，但他們拒絕釋出，說他們的資料尚未校準。
保留此類資料是常見的做法嗎？
在瞭解收集資料的儀器侷限性的科學家正確校準原始資料之前，將其保密是可以的。但是，如果您願意根據您的資料發表論文，那麼您應該公開這些資料。
您認為這場爭議將如何影響公眾對科學運作方式的看法？
樂觀的情況是，公眾會說，嘿，這太棒了，當人們互相檢查彼此的資料時，它有助於科學。如果香腸製作過程是乾淨的，那麼一家好的餐廳不會介意讓人們看到廚房。負面的一面是，正如我的一位右翼Facebook朋友所說：如果科學家們在引力波上犯了錯誤，我們為什麼還要相信他們在全球變暖問題上的說法？
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