George F. Smoot: Nobelova cena za COBE a dôkazy Veľkého tresku

Vzdelávanie

Profesor Smoot sa narodil v meste Yukon na Floride. Do roku 1962 chodil na Upper Arlington High School v Upper Arlingtone v Ohiu. Nejaký čas študoval matematiku a potom odišiel na Massachusettský technologický inštitút, kde v roku 1966 získal dva bakalárske tituly za matematiku a fyziku a v roku 1970 doktorát z časticovej fyziky.

Smootov bratranec Oliver R. Smoot tiež študoval na MIT (Massachusettský technologický inštitút) a preslávil sa Smootovým meraním Harvardského mosta medzi Cambridgeom a Bostonom. Dĺžka "Smoot" bola na moste vyznačená farbou viac ako 360-krát a každý rok sa tam premaľuje. Oliver neskôr pracoval ako predseda Amerického národného normalizačného inštitútu.

Skorý výskum

Profesor Smoot začal študovať kozmológiu a odišiel do Národného laboratória Lawrencea Berkeleyho, kde pracoval s Luisom Walterom Alvarezom na experimente HAPPE, vysoko umiestnenom meteorologickom balóne na detekciu antihmoty v horných vrstvách atmosféry.

Potom sa začal zaujímať o mikrovlny v kozmickom žiarení, ktoré v roku 1964 objavili Arno Allan Penzias a Robert Woodrow Wilson. Táto práca priniesla nové dôkazy o tom, z čoho sa skladá vesmír. Niektorí výskumníci si mysleli, že vesmír rotuje, čo by znamenalo, že teplota mikrovĺn by sa pri meraní z rôznych uhlov zdala odlišná. Profesor Smoot s pomocou Alvareza a Richarda A. Mullera vyvinul rádiometer na meranie rozdielu teplôt z dvoch uhlov vzdialených od seba 60 stupňov. Radiometer bol umiestnený na vrchole lietadla Lockheed U-2, ale merania zdanlivo ukázali, že vesmír sa nerotuje. Zistil však iný rozdiel v mikrovlnnej teplote na jednej strane oblohy. Nazvali to dipólovým obrazcom a Dopplerovým efektom pohybu Zeme. K Dopplerovmu efektu dochádza, pretože Slnko a Mliečna dráha sa pohybujú rýchlosťou takmer 600 km/s. Myslia si, že je to spôsobené gravitáciou Veľkého priťahovača.

COBE

Merania z rádiometra ukázali, že jedna strana oblohy sa líšila od druhej, čo však bolo prekvapujúce, pretože sa očakávalo, že na celej oblohe sa nájde veľa rozdielov. Smoot pracoval na hľadaní týchto menších rozdielov koncom 70. rokov, keď vnukol NASA myšlienku vyrobiť satelit s detektorom, ktorý by bol podobný tomu, ktorý bol namontovaný na lietadle Lockheed. Tento detektor by bol oveľa výkonnejší a neovplyvňovala by ho atmosféra. NASA na tento satelit vynaložila 160 miliónov USD a pomenovala ho COBE. Po zničení raketoplánu Challenger sa satelit COBE oneskoril, ale 18. novembra bol úspešne vypustený, 1989. Po viac ako dvoch rokoch, 21. apríla 1992výskumný tím COBE vyhlásil, že satelit zistil malé rozdiely, ktoré hľadal. To bolo veľmi dôležité pri štúdiu raného vesmíru. Štúdia bola "dôkazom zrodu vesmíru". Profesor Smoot uviedol: ,,V súčasnosti sa v oblasti vesmíru objavuje viac ako 20 tisíc vesmírnych telies: "Ak ste veriaci, je to ako pohľad na Boha."

Na výrobe COBE sa podieľalo viac ako 1 000 výskumníkov, inžinierov a ďalších pracovníkov. John Mather riadil celý projekt a experimenty, ktoré umožnili realizáciu COBE. George Smoot riadil meranie malých rozdielov v teplote žiarenia.

Smoot spolupracoval s novinárom Keayom Davidsonom zo San Francisco Chronicles na napísaní knihy s názvom Wrinkles in Time (Vrásky v čase), ktorá je celá o práci tohto tímu. V knihe The Very First Light (Úplne prvé svetlo) John Mather a John Boslough píšu ďalšie príbehy o COBE. V Mathersovej knihe sa píše, že profesor Smoot poskytol novinárom správy o COBE skôr ako NASA. To v minulosti spôsobilo problémy medzi Smootom a Matherom.

Nedávna práca

Po COBE sa Smoot podieľal na ďalšom experimente so stratosférickým balónom s názvom MAXIMA. Tento balón uskutočnil niektoré lepšie merania ako COBE. Smoot pokračoval v štúdiu kozmického žiarenia a teraz pracuje na tretej generácii družice COBE Planck. Pracuje aj na návrhu družice SNAP (Supernova/Acceleration Probe), ktorá má merať temnú energiu. Pomáhal aj pri analýze údajov zo Spitzerovho vesmírneho teleskopu v súvislosti s meraním vzdialeného infračerveného žiarenia pozadia.