George F. Smoot

Vroege leven

Onderwijs

Professor Smoot werd geboren in Yukon, Florida. Hij ging tot 1962 naar de Upper Arlington High School in Upper Arlington, Ohio. Hij studeerde enige tijd wiskunde voordat hij naar het Massachusetts Institute of Technology ging, waar hij in 1966 twee bachelordiploma's wiskunde en natuurkunde behaalde, en in 1970 een Ph.D. in deeltjesfysica.

Smoots neef, Oliver R. Smoot, studeerde ook aan het MIT (Massachusetts Institute of Technology), en werd beroemd door de "Smoot"-meting van de Harvard-brug tussen Cambridge en Boston. De "Smoot"-lengte werd meer dan 360 keer in verf op de brug aangegeven en wordt daar elk jaar opnieuw geschilderd. Oliver werkte later als voorzitter van het American National Standards Institute.

Vroeg onderzoek

Professor Smoot begon kosmologie te studeren en ging naar het Lawrence Berkeley National Laboratory waar hij met Luis Walter Alvarez werkte aan het experiment HAPPE, een weerballon op grote hoogte voor het opsporen van antimaterie in de bovenste atmosfeer.

Hij begon zich vervolgens te interesseren voor de microgolven in kosmische straling die in 1964 waren ontdekt door Arno Allan Penzias en Robert Woodrow Wilson. Dit werk leverde nieuwe bewijzen op voor de samenstelling van het heelal. Sommige onderzoekers dachten dat het heelal roteerde, hetgeen zou betekenen dat de temperatuur van microgolven verschillend zou lijken wanneer deze vanuit verschillende hoeken worden gemeten. Met de hulp van Alvarez en Richard A. Muller ontwikkelde professor Smoot een radiometer om het verschil in temperatuur te meten vanuit twee hoeken die 60 graden van elkaar verwijderd zijn. De radiometer werd bovenop een Lockheed U-2 vliegtuig geplaatst, maar de metingen leken aan te tonen dat het heelal niet roteerde. Het detecteerde echter wel een ander verschil in de microgolftemperatuur aan één kant van de hemel. Zij noemden dit een dipoolpatroon en een dopplereffect van de beweging van de aarde. Een dopplereffect treedt op omdat de zon en de Melkweg met bijna 600 km/s bewegen. Zij denken dat dit wordt veroorzaakt door de zwaartekracht van de Grote Aantrekker.

COBE

De metingen van de radiometer toonden aan dat de ene kant van de hemel anders was dan de andere, maar dit was verrassend omdat verwacht werd dat overal aan de hemel veel verschillen zouden worden gevonden. Smoot was eind jaren zeventig bezig met het vinden van deze kleinere verschillen toen hij de NASA op het idee bracht om een satelliet te maken met een detector die vergelijkbaar was met de detector op het Lockheed-vliegtuig. Deze detector zou veel krachtiger zijn en zou niet worden beïnvloed door de atmosfeer. De NASA gaf 160 miljoen dollar uit aan de satelliet en gaf hem de naam COBE. De COBE-satelliet liep vertraging op na de vernietiging van het ruimteveer Challenger, maar werd op 18 november 1989 met succes gelanceerd. Na meer dan twee jaar, op 21 april 1992, beweerde het COBE-onderzoeksteam dat de satelliet de kleine verschillen had ontdekt waarnaar zij zochten. Dit was van groot belang voor de studie van het vroege heelal. Het onderzoek was "bewijs voor de geboorte van het heelal". Professor Smoot zei: "Als je religieus bent, is het alsof je naar God kijkt."

Meer dan 1.000 onderzoekers, ingenieurs en andere werknemers hebben aan de COBE meegewerkt. John Mather had de leiding over het gehele project en de experimenten die de COBE mogelijk maakten. George Smoot had de leiding over het meten van de kleine verschillen in de temperatuur van de straling.

Smoot werkte samen met de journalist van de San Francisco Chronicles, Keay Davidson, om een boek te schrijven genaamd Wrinkles in Time, geheel over het werk van het team. In het boek The Very First Light, schrijven John Mather en John Boslough meer over het COBE verhaal. Mathers boek zegt dat professor Smoot nieuws over COBE aan de pers gaf voordat NASA dat deed. Dit zorgde voor problemen tussen Smoot en Mather in het verleden.

Recent werk

Na COBE heeft Smoot meegewerkt aan een ander experiment met een stratosfeerballon, het MAXIMA-experiment. Deze ballon deed een aantal betere metingen dan COBE. Smoot is doorgegaan met het bestuderen van kosmische straling en werkt nu aan de derde generatie van de COBE-satelliet Planck. Hij werkt ook aan het ontwerp van een Supernova/Acceleration Probe (SNAP), een satelliet die donkere energie moet meten. Hij heeft ook meegewerkt aan de analyse van gegevens van de Spitzer ruimtetelescoop in verband met het meten van de verre infrarode achtergrondstraling.

Kaart van de CMB fluctuaties gevonden door COBE.