科学家发现宇宙环结构 跨度达50亿光年

科学家会在每年南极的夏天极昼期间来到南极极点，为BICEP望远镜加注大量的液氦。图为物理学家乔恩·考夫曼(Jon Kaufman)正为BICEP2加注液氦。图片来源：Jeffrey Donenfeld

尽管条件艰苦，BICEP项目经过紧张的准备，于2005年南极的夏天正式建造，到2006年就开始采集科学数据。由于条件有限，只有在每年南极极昼期间大约3个月的时间里，我们有机会运送给养，修复或者升级BICEP望远镜。这个时候我们会暂停观测，进行紧张的工程建设——比如加注大量的液氦，把整个望远镜都冷却到-270℃附近，来降低探测时的噪音。

在剩下的部分极昼以及整个极夜期间，BICEP会对一个特定的天区进行不间断观测，积累最长的曝光时间，提高探测数据的灵敏度。而在极夜到来之前，绝大多数BICEP成员都会撤出南极。事实上，只有一个人会留下来，我们把这个人叫做“过冬的人”(winterover)，望远镜在整个极夜期间的运行和维护都由他来负责。这个岗位很艰苦，不仅任务艰巨，而且6个月见不到太阳的日子可不好过，因为屋子里是寂寞和孤独，屋子外面就是地球之极的黑暗和冰冻。

在下面的图里，左面房顶的“大锅”里是BICEP望远镜，右边的大家伙是直径10米的“南极望远镜”，目标都是对宇宙微波背景辐射进行最为缜密的测量。BICEP的大锅看起来大，其实它的作用只是遮挡来自地表的各种辐射干扰。真正的望远镜口径只有26厘米，大概还没有你的笔记本电脑大。安装在BICEP上的第一代仪器，从2006年观测到2009年。此后升级的第二代仪器BICEP2，观测效率由于探测器技术上的突飞猛进，一下子提高了近10倍!BICEP2于2008年底运抵南极观测站，从2009年运行到了2012年。

设在南极点附近的BICEP望远镜和南极望远镜。图片来源：哈佛大学

2008年加入约翰的研究团队之后，我主要负责处理分析第一代BICEP望远镜收集的数据。其间大概画了几千个图，做了各种分析手段的尝试和改进，大量的时间是艰难而沉闷的，因为总会有意想不到的困难出现，而你必须找到有效的解决方案，不然就会影响数据分析的可靠性，以及团队的整体进展。对分析结果的检验更是要进行各种严格而繁冗的检查，2009年就收集完成的第一代实验数据，为了配合BICEP的各项数据分析技术测试和交叉检验等要求，直到2013年10月才公布了分析结果，发表了最终的科学论文——这是此次新闻发布会之前，对宇宙原初引力波得到的最好结果。