宇宙诞生的最初瞬间的发现者( 六 ) _发现者

因此，观测宇宙微波背景辐射的望远镜，往往被搭建在极为干燥的地点，比如智利阿塔卡马沙漠的高山之巅，再比如寒冷刺骨的南极高原。虽然南极被厚厚的冰层覆盖，但寒冷的温度让南极大气中的水蒸气含量极低。当然不考虑成本的话，也可以把探测器发射到太空中，比如美国航空航天局于2001年发射的威尔金森探测器，以及欧洲空间局于2009年发射的普朗克卫星（Planck）。
可是，南极极点不是任何时候都可以去的。2013年美国国家地理网站公布了世界上7座环境最极端的机场，排名第一的就是南极洲冰跑道。在这些机场起降不仅需要出色的驾驶技术，同时也需要过人的胆量和勇气。
BICEP的人员和工程装备，都要由美国空军的C-130运输机运抵南极洲罗斯岛的美国麦克默多科考站。这里的海冰机场可以说是最让人恐惧的机场之一，即使在条件最好的情况下，这种简易机场也处于不稳定状态，给起降带来不小难度。为麦克默多站运送物资补给的飞机一般在南极极昼刚刚开始的时候使用，此时的天气环境比较适于飞机起降。如果海冰开始变得脆弱，这个机场将停用，而改用罗斯冰架上的另一条冰跑道起降。有时要抵达南极极点或者回来，需要花上一周的时间。

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科学家会在每年南极的夏天极昼期间来到南极点，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，6个月见不到太阳的日子可不好过，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，则从2009年观测到了2012年。

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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。