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時空結構中的漣漪有朝一日可能會為宇宙早期瞬間的活動提供觀測證據，揭示出即使是最大的粒子對撞機目前也無法觸及的高能過程。
所謂的引力波是阿爾伯特·愛因斯坦廣義相對論的預測——移動的物體會擾亂時空，產生像船隻在湖面上移動時產生的波浪。 但是，這些波往往很微妙，只有天體重量級事件才有望產生可探測到的效應。 迄今為止，只發現了引力波的間接證據，儘管已經建造了極其靈敏的探測器來尋找更直接的證據，例如來自附近災難性事件（如兩顆超高密度中子星碰撞）的波。
5月21日出版的《科學》雜誌上的一篇評論文章介紹了探測更原始引力波的前景——這些引力波產生於早期宇宙，可能仍然可以透過它們在數十億年前留下的印記或今天仍然存在的漣漪來探測到。
這種原始波可能為檢驗宇宙學模型（如暴脹）提供最佳手段，暴脹理論認為新生宇宙從一個微小的口袋膨脹到大約是其 1026 倍大小的東西，僅用了極短的時間。“很難想象有什麼機制能夠讓我們直接觀察到更接近創生瞬間的時間，”研究合著者、亞利桑那州立大學的理論物理學家勞倫斯·克勞斯說。（克勞斯是《大眾科學》雜誌的月度專欄作家，也是該雜誌顧問委員會的成員。）
尋找引力波痕跡的首選地點是宇宙微波背景輻射 (CMB)，它是大爆炸後僅 38 萬年的殘餘輻射。歐洲航天局的普朗克衛星於 2009 年發射，目前正在繼 NASA 的前輩威爾金森微波各向異性探測器 (WMAP) 之後，測量 CMB 中的溫度波動。 這些溫度波動追蹤了嬰兒宇宙中密度較高和較低的區域，為宇宙及其組成結構的形成方式提供了重要的線索。
WMAP 製作的 CMB 地圖為暴脹理論提供了助力，廣泛肯定了暴脹模型對早期宇宙外觀的預測，更精確的測量可能會提供進一步的證實。“我們認為形成宇宙微波背景中熱點的相同事件可能產生了引力波，我們可以估計它們的強度，”克勞斯說。“至少有可能透過下一代衛星，我們將能夠觀察到它們的影響。”
穿過空間的引力波會在 CMB 的光子上留下微妙的偏振模式印記。 WMAP 的測量結果為這些波的普遍程度設定了上限，憑藉普朗克更高的靈敏度，更新的航天器“可能會幸運地”探測到來自原始引力波的偏振，克勞斯說。
耶魯大學宇宙學家理查德·伊斯特指出，CMB 測量已經提供了關於宇宙黎明的線索，儘管不是巨大的線索。* “事實上，一些暴脹情景已經被排除在外，因為它們會產生比當前測量（主要來自 WMAP 任務）允許的更多的引力波，”他說。 普朗克和其他實驗現在正在努力將這些限制進一步降低。“因此，如果大自然對我們仁慈，我們可能會在未來幾年內獲得暴脹引力波的第一個證據，”伊斯特說。 如果普朗克及其同類探測器無法獲得該證據，則可能需要更專業的偏振測量任務。
來自原始引力波的 CMB 印記將是間接證據，就像退潮留下的高水位線一樣，但是探測波本身呢？ 目前，對區域性產生的引力波最敏感的儀器是干涉儀，例如雙雷射干涉儀引力波天文臺 (LIGO) 裝置。 每個裝置都向下發送雷射束，穿過四公里長的臂，以尋找由經過的引力波在一個方向上拉伸空間而在另一個方向上壓縮空間而引起的干涉效應。 在未來幾十年，空間干涉儀可以在更大的尺度上使用相同的原理，在太陽系中反射雷射束，以直接探測更微弱的原始引力波。
“那些東西有可能——不是在近期，而是在下一代——直接探測到它們，”克勞斯說。“我們將能夠觀察光譜，我們將能夠獲得關於正在發生的事情的一些確鑿證據。” 伊斯特說，暴脹產生的引力波背景的決定性特徵是，在所有波長上，“從幾米到當前可見宇宙的大小”，波的振幅大致相同。“為了說明這一點，”他說，“如果我們能夠製造一架產生引力波而不是聲音的鋼琴，鍵盤將需要大約一千個琴鍵才能產生足夠大的頻率範圍，而暴脹設法以幾乎完全相同的強度擊中每個音符。”
儘管可以透過探測引力波來驗證暴脹的具體預測，但未探測到可能無法描繪出清晰的圖景。“所有暴脹情景都會產生引力波，但某些暴脹模型發出的訊號非常微弱，”伊斯特說。“因此，對於在某個水平上未能探測到暴脹引力波背景是否可以被視為暴脹本身沒有發生的證據，尚未達成共識——儘管大量的特定暴脹情景將被排除在外。”
安德魯·傑夫是倫敦帝國學院的宇宙學家，他將實驗和理論描繪成貓捉老鼠遊戲中的參與者。“我們正迅速接近可能排除最簡單版本的暴脹理論的地步，但構建能夠避開即將到來的實驗界限的模型非常容易，”他說。“在那種情況下，我們將不得不找出更聰明的方法來進行測試，或者將暴脹的預測與更廣泛的粒子物理理論模型聯絡起來。”
*更正（2010 年 5 月 21 日）：這句話最初指的是“CMB 偏振測量”，但伊斯特指的是 CMB 的溫度波動測量。