普朗克封笔之作：最后一个研究宇宙微波背景辐射的太空望远镜谢幕

上周，欧洲航天局(欧空局)的普朗克空间望远镜发布了早期宇宙的最终地图，这表明普朗克任务发挥了“最后的运动”。

普朗克是研究宇宙微波背景辐射(宇宙大爆炸的微弱余辉)的三架太空望远镜系列中的最后一架。它使科学家能够获得迄今为止对宇宙的年龄、几何和组成的最精确的测量。

由于欧洲和美国的机构正在犹豫是否为后续太空任务提供资金，普朗克将成为未来许多年最后一个研究宇宙微波的太空望远镜，这对宇宙学家来说无疑是一个巨大的变化。

图片说明:普朗克卫星测量的宇宙微波背景辐射的偏振图。

图片来源:科学美国，官方网站

在任务结束时，相关人员一直在寻找其他方法。

在过去的20年里，许多基于地面和热气球以及三个主要的太空望远镜的实验都在研究宇宙微波背景。他们主要致力于绘制天空中微小的日冕物质抛射温度变化图，以创建一个已经成为宇宙学黄金标准的宇宙图。

普朗克太空望远镜一直在收集2009年至2013年的数据，获得前所未有的精确数据，帮助科学家确定宇宙的年龄(约138亿年)、几何形状(基本平坦)和组成(95%的暗物质和暗能量)。尤其重要的是，普朗克的最新数据巩固了基于普朗克数据的早期预测，即宇宙的膨胀速度应该比目前观察到的慢9%。

爱尔兰菜单大学的理论宇宙学家彼得·科尔斯没有参与普朗克任务。他说他们制作的温度图和科学是一项“伟大的成就”，但是他们没有其他东西可以提供。

根据《科学美国人》杂志官方网站7月24日的报道，欧空局普朗克项目科学家兼宇宙学家简·陶贝尔说:“整整一代年轻科学家都是在普朗克的陪伴下长大的。”然而，随着普朗克任务的结束，研究人员转向了CNMB不同方面的小项目。

巴黎天体物理研究所的西尔维亚·加利在获得博士学位后，于2013年成为普朗克团队的一员。他是十几个坚持这项任务并帮助领导最新研究的科学家之一。现在，她说她可能会加入欧几里德望远镜项目的许多同事。在欧空局的领导下，该项目将以前所未有的规模绘制宇宙中的星系，并将于2021年启动。欧几里德是一个老式的光学望远镜，而不是微波探测器，后者在技术上不同于普朗克望远镜。

朱利安·卡伦是英国埃塞克斯大学的博士后研究员。他主要研究普朗克探测器。他现在加入了智利的西蒙斯天文台。他说西蒙斯天文台的一个吸引人的地方是它有可能使用引力透镜来解决另一个基本的物理问题——估计被称为中微子的基本粒子的质量。

招商银行极化成“热珠”，希望揭开宇宙膨胀之谜

随着普朗克接近尾声，这一领域的主要焦点是详细测量宇宙微波背景的其他参数，包括宇宙微波背景的极化——微波电磁场在特定方向排列的轻微趋势。研究人员希望在宇宙中找到膨胀的迹象(宇宙在大爆炸后的短时间内指数膨胀)。IAP Planck任务的高级研究员卡里姆·波拿巴说，宇宙学家也可以通过研究CMB的极化如何弯曲空间和时间来测量物质在宇宙中的分布。这种效应被称为引力透镜。

普朗克望远镜在2000年也像美国国家航空航天局的望远镜一样使用偏振，但是它的灵敏度有限。巴黎狄德罗大学的天体物理学家雅克·德拉布鲁耶帮助设计了普朗克望远镜。他说:“只有10%的极化信息被使用，招商银行仍有许多秘密要揭露。”

到目前为止，美国宇航局和欧空局拒绝资助大型新卫星来研究中巴，尽管几个美国团体正在使用地面和气球设施来测量偏振。一个原因是实验尚未发现宇宙膨胀的极化特征。位于南极的BICEP2望远镜团队声称在2014年已经探测到了这一特征，但是普朗克数据后来显示这只是银河系中的尘埃。在最新的研究中，普朗克小组还借助BICEP2数据寻找了通货膨胀的特征，但一无所获。然而，普林斯顿大学的宇宙学家理查德·戈特说:“我们没有看到它的事实并不意味着它不存在。”

科学家积极推动相关研究

许多研究人员担心缺少一项主要的商业模式研究任务。加里说:“从科学上来说，这将是一场灾难。这些年来积累的大量专业知识和技能都有丢失的风险。”

为此，科学家们正在积极寻找解决方案。许多美国团队现在正在联合起来，寻找资金来建造一个价值4亿美元的下一代地面望远镜网络——CM B- S4，它比所有的“前辈”对通货膨胀特征更加敏感陶贝尔说，这是下一个即将浮出水面的重大事件。

许多中巴研究人员继续支持太空任务。英国加的夫大学的普朗克宇宙学家赫尔米尼亚·卡拉布雷斯正在积极推动欧洲加入日本提出的“LiteBIRD”探测项目，该项目旨在以较低的成本发现宇宙膨胀的迹象。卡拉布雷斯说:“这次任务的想法是建造一颗更小、更集中的卫星。但从太空来看，它仍有优势，可以看到整个天空，这是从地面无法做到的。”

有些人希望欧洲航天局能与印度合作，提出另一个两极分化的任务——中巴-巴拉特。

其他宇宙学家正试图在欧洲开始宇宙微波偏振研究。意大利米兰大学的高级普朗克成员戴维德·梅诺正在与意大利领导的偏振实验合作，该实验将基于西班牙的特内里费岛。研究人员表示，如果地面实验甚至能显示宇宙膨胀的迹象，太空机构将被鼓励资助重大任务。