George F. Smoot

Πρώιμη ζωή

Εκπαίδευση

Ο καθηγητής Smoot γεννήθηκε στο Γιούκον της Φλόριντα. Πήγε στο λύκειο Upper Arlington στο Upper Arlington του Οχάιο μέχρι το 1962. Σπούδασε μαθηματικά για κάποιο χρονικό διάστημα προτού πάει στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης, όπου του απονεμήθηκαν δύο πτυχία για τα μαθηματικά και τη φυσική το 1966 και ένα διδακτορικό δίπλωμα στη σωματιδιακή φυσική το 1970.

Ο ξάδελφος του Smoots, Oliver R. Smoot, σπούδασε επίσης στο MIT (Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης) και έγινε διάσημος για τη μέτρηση Smoot της γέφυρας Χάρβαρντ μεταξύ Κέιμπριτζ και Βοστώνης. Το μήκος "Smoot" σημειώθηκε με μπογιά πάνω από 360 φορές στη γέφυρα και ξαναζωγραφίζεται εκεί κάθε χρόνο. Ο Oliver εργάστηκε αργότερα ως πρόεδρος του Αμερικανικού Ινστιτούτου Εθνικών Προτύπων.

Πρώιμη έρευνα

Ο καθηγητής Smoot άρχισε να μελετά την κοσμολογία και πήγε στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley, όπου εργάστηκε με τον Luis Walter Alvarez στο πείραμα HAPPE, ένα μετεωρολογικό μπαλόνι για την ανίχνευση αντιύλης στην ανώτερη ατμόσφαιρα.

Στη συνέχεια άρχισε να ενδιαφέρεται για τα μικροκύματα της κοσμικής ακτινοβολίας, τα οποία είχαν ανακαλυφθεί από τους Arno Allan Penzias και Robert Woodrow Wilson το 1964. Το έργο αυτό έδωσε νέα στοιχεία για το από τι είναι φτιαγμένο το σύμπαν. Ορισμένοι ερευνητές πίστευαν ότι το σύμπαν περιστρέφεται, πράγμα που θα σήμαινε ότι η θερμοκρασία των μικροκυμάτων θα φαινόταν διαφορετική όταν μετρούνταν από διαφορετικές γωνίες. Με τη βοήθεια του Alvarez και του Richard A. Muller, ο καθηγητής Smoot ανέπτυξε ένα ραδιόμετρο για τη μέτρηση της διαφοράς της θερμοκρασίας από δύο γωνίες που απέχουν μεταξύ τους 60 μοίρες. Το ραδιόμετρο τοποθετήθηκε στην κορυφή ενός αεροπλάνου Lockheed U-2, αλλά οι μετρήσεις φάνηκε να δείχνουν ότι το σύμπαν δεν περιστρέφεται. Εντόπισε, ωστόσο, μια άλλη διαφορά στη θερμοκρασία των μικροκυμάτων σε μια πλευρά του ουρανού. Αυτό το ονόμασαν μοτίβο διπόλου και φαινόμενο Doppler της κίνησης της Γης. Το φαινόμενο Doppler συμβαίνει επειδή ο Ήλιος, και ο Γαλαξίας μας κινούνται με ταχύτητα σχεδόν 600 km/s. Πιστεύουν ότι αυτό προκαλείται από τη βαρύτητα του Μεγάλου Ελκυστήρα.

COBE

Οι μετρήσεις από το ραδιόμετρο έδειξαν ότι η μία πλευρά του ουρανού διέφερε από την άλλη, αλλά αυτό ήταν εκπληκτικό, διότι αναμενόταν ότι θα υπήρχαν πολλές διαφορές σε όλο τον ουρανό. Ο Smoot εργαζόταν για την εύρεση αυτών των μικρότερων διαφορών στα τέλη της δεκαετίας του 1970, όταν έδωσε στη NASA την ιδέα να κατασκευάσει έναν δορυφόρο με ανιχνευτή παρόμοιο με αυτόν που ήταν τοποθετημένος στο αεροπλάνο της Lockheed. Αυτός ο ανιχνευτής θα ήταν πολύ πιο ισχυρός και δεν θα επηρεαζόταν από την ατμόσφαιρα. Η NASA δαπάνησε 160 εκατομμύρια δολάρια για τον δορυφόρο και τον ονόμασε COBE. Ο δορυφόρος COBE καθυστέρησε μετά την καταστροφή του διαστημικού λεωφορείου Challenger, αλλά εκτοξεύθηκε με επιτυχία στις 18 Νοεμβρίου, 1989. Μετά από περισσότερα από δύο χρόνια, στις 21 Απριλίου 1992, η ερευνητική ομάδα του COBE ισχυρίστηκε ότι ο δορυφόρος είχε εντοπίσει τις μικρές διαφορές που αναζητούσε. Αυτό ήταν πολύ σημαντικό για τη μελέτη του πρώιμου σύμπαντος. Η μελέτη ήταν "απόδειξη για τη γέννηση του σύμπαντος". Ο καθηγητής Smoot δήλωσε: "Αν είστε θρησκευόμενος, είναι σαν να κοιτάτε τον Θεό".

Περισσότεροι από 1.000 ερευνητές, μηχανικοί και άλλοι εργαζόμενοι βοήθησαν στην κατασκευή του COBE. Ο John Mather είχε τον έλεγχο ολόκληρου του έργου και των πειραμάτων που έκαναν το COBE εφικτό. Ο George Smoot είχε τον έλεγχο της μέτρησης των μικρών διαφορών στη θερμοκρασία της ακτινοβολίας.

Ο Smoot συνεργάστηκε με τον δημοσιογράφο των San Francisco Chronicles, Keay Davidson, για να γράψει ένα βιβλίο με τίτλο Wrinkles in Time, το οποίο αναφέρεται στο έργο της ομάδας. Στο βιβλίο The Very First Light, οι John Mather και John Boslough γράφουν περισσότερα για την ιστορία του COBE. Το βιβλίο του Mathers αναφέρει ότι ο καθηγητής Smoot έδινε τα νέα του COBE στον Τύπο πριν το κάνει η NASA. Αυτό δημιούργησε προβλήματα μεταξύ του Smoot και του Mather στο παρελθόν.

Πρόσφατο έργο

Μετά το COBE, ο Smoot βοήθησε σε ένα άλλο πείραμα με ένα στρατοσφαιρικό αερόστατο, το πείραμα MAXIMA. Αυτό το αερόστατο έκανε καλύτερες μετρήσεις από το COBE. Ο Smoot συνέχισε να μελετά την κοσμική ακτινοβολία και τώρα εργάζεται στον δορυφόρο Planck της τρίτης γενιάς του COBE. Εργάζεται επίσης στον σχεδιασμό ενός δορυφόρου Supernova/Acceleration Probe (SNAP), ο οποίος θα μετρά τη σκοτεινή ενέργεια. Έχει επίσης βοηθήσει στην ανάλυση δεδομένων από το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer σε σχέση με τη μέτρηση της μακρινής υπέρυθρης ακτινοβολίας υποβάθρου.

Χάρτης των διακυμάνσεων της CMB που βρέθηκαν από το COBE.