在宇宙微波背景下測量微小的變化，將有助於發現宇宙起源的重大發現。
有可能對近140億年前發生的事情有詳細的了解嗎？值得注意的是，答案可能來自於對宇宙微波輻射的新測量，這種輻射如今瀰漫在所有的空間中，但在宇宙形成後不久就會釋放出來。
之前對微波背景的測量表明，早期宇宙是非常一致的，但不是完全一致的：在強度（或溫度）和背景輻射的極化中有微小的變化。這些模糊的模式與現在關於宇宙起源的標準理論模型的預測是一致的。這個模型描述了一個非常有活力的事件——大爆炸——在宇宙膨脹加速膨脹的一段時間內，在一秒的時間內，被稱為宇宙膨脹。在這個膨脹過程中，小的量子波動被拉伸到天體物理尺度，成為了今天可見的星系和其他大型宇宙結構的種子。
在宇宙膨脹結束後，膨脹開始變慢，原始的輻射等離子體和高能亞原子粒子開始冷卻。在幾十萬年的時間裡，等離子體已經冷卻到足以讓原子形成，讓宇宙變得透明，並使第一個光被釋放。自那以後，第一束光已經被改變了——它的波長被宇宙的持續膨脹所拉伸了1000倍——這就是我們現在測量的微波背景。
最近，新的超導探測器和更強大的望遠鏡的發展，為更詳細地研究微波背景提供了工具。它的回報可能是巨大的，包括額外的確認，宇宙膨脹實際上發生了，當它發生的時候，它是多麼的有活力，除了提供關於重力的量子特性的新見解。具體來說，我們提出的新研究可以解決各種各樣的基本問題：
正如膨脹模型所描述的那樣，宇宙在其存在的第一個階段加速膨脹，將會產生引力波的海洋。這些在時空中的扭曲將會在微波背景的極化中留下一個明顯的模式。因此，檢測這種模式將為通脹模型提供一個關鍵的檢驗，因為兩極分化的程度直接與通貨膨脹時期和其能源規模有關。
對宇宙引力波背景的研究將建立在最近令人震驚的引力波的發現之上，這顯然是來自於黑洞的碰撞，從而進一步推動了引力波天文學的新領域。這些調查將提供一個寶貴的物理學窗口，在難以想像的高能量尺度上，比最強大的地球加速器的能量更大萬億倍。宇宙微波背景為宇宙中的所有結構提供了背光，它的精確測量將闡明宇宙的演化到今天，使其仍然神秘的內容和支配它們的法則獲得前所未有的洞察力和約束。
宇宙的起源是一個奇妙的事件。要理解這一開始，就像一個不可思議的小點時空，以及它隨後的進化，對於解開諸如暗物質和暗能量這樣的持續的奧秘來說是至關重要的。它可以解釋廣義相對論和量子力學的兩個偉大理論是如何相互聯繫的。它可以幫助我們更清楚地了解我們人類在宇宙中的位置，這是新一代望遠鏡和探測器能夠開啟探索的機會。
現在是下一代宇宙微波背景實驗的時候了。在微波探測器的靈敏度和以低成本大批量生產的能力方面，已經實現了革命性的改進。這一進展源於超靈敏的超導探測器的發展。這些設備(圖1)本質上消除熱噪聲通過操作溫度接近絕對零度,也旨在利用先進的電熱反饋調整當前探測器當存入的宇宙射輻射能量,以保持探測器在其所有操作條件下的臨界超導轉變溫度。這些探測器的靈敏度僅受輸入信號的噪音的限制——它們產生的噪音是微不足道的。
同樣重要的是生產的進步。這些新的超靈敏探測器是用來自矽谷的薄膜技術製造的——儘管使用的是奇異的超導材料——這樣它們就可以以大大降低的成本快速、均勻地生產出來。這一點很重要，因為這個項目需要部署大約50萬個探測器——這在過去的手工組裝設備中是不可能實現的。此外，製造技術使得這些精密的探測器能夠自動過濾接收到的信號，以達到所需的波長靈敏度。
目前在南極望遠鏡上的焦平面，有7個探測器，外加手工組裝的獨立探測器。在這裡的一個先進設計的探測器薄片將比整個焦平面提供更多的靈敏度和頻率覆蓋;該項目將在10個或更多的望遠鏡上部署幾百個這樣的晶片。
部署探測器,新的望遠鏡必須有足夠寬的焦平面,以適應大量detectors-about 10000望遠鏡捕捉到足夠的入射光子和天空的看到一個足夠寬的區域(圖2)。他們需要被放置在高海拔,極其乾燥的位置,以減少大氣中的水汽幹擾入射光子。該計劃將在已經建立的兩個地點進行建設，以進行持續的背景觀察、南極地區的南極高原和智利的高阿塔卡馬高原。中國正在與中國就在西藏開發一個地點進行討論;格陵蘭也在考慮之中。總之，大約需要10個專門的望遠鏡，並且需要運行大約5年才能完成上面描述的科學目標。同樣重要的是，為了完成這個項目而聚集在一起的科學團隊將需要對他們的製造和測試能力進行重大升級。
除了繼續現有的聯邦資金外，完成這個項目所需的資源估計在10年裡達到1億美元。該技術已經被證明，並且可以理解升級路徑。同樣重要的是，一群年輕、熱情、訓練有素的科學家渴望向前邁進。不幸的是，對聯邦資金狀況的限制已經給現有團隊的能力帶來了巨大的壓力，而現有的團隊也無法實現上述目標。因此，這對私人慈善事業來說是一個非凡的機會——一個機會，可以「看到」回到宇宙的開端，並理解塑造我們世界的現象。