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乔治·斯穆特简介

淘名人 2023-09-16 15:19 热度:

乔治·斯穆特

乔治·斯穆特(GeorgeFitzgeraldSmootIII),1945年2月20日出生,美国伯克利加州大学物理学教授,天体物理学家、宇宙学家。诺贝尔物理学奖得主。乔治·斯穆特和约翰·马瑟因“发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”而分享了2006年诺贝尔物理学奖。这个使用COBE(CosmicBackgroundExplorer宇宙背景探测)卫星的工作,有助于巩固宇宙大爆炸理论。据诺贝尔奖委员会的记载,“此COBE计划,堪称是宇宙学步入精确科学的一个起点”。他是柏克莱的物理教授。在2003年,他曾获颁爱因斯坦奖章。现任香港科技大学物理学系讲座教授、高等研究院赵氏廷箴怀芳教授;广药集团广药医疗器械研究院院长;佛山科学技术学院名誉教授

基本资料

中文名:乔治·斯穆特

外文名:George Fitzgerald Smoot

出生日期:1945年2月20日

毕业院校:麻省理工学院(本科,硕士,博士)

职业:天体物理学家

主要成就:2006年诺贝尔物理学奖

人物生平

乔治·斯穆特于1970年在麻省理工获物理学博士,随后在加州大学成为一名科研工作者,开始研究大爆炸的有关问题。他在加州大学工作至今,任大学物理学教授,从事天体物理学、宇宙学。参与一项称之为下一代实验的“普朗克探测器”计划,该计划将致力于研究早期宇宙,并将于2007年发射升空。

乔治·斯穆特(GeorgeFitzgeraldSmootIII,1945年2月20日—),美国伯克利加州大学物理学教授,天体物理学家、宇宙学家。乔治·斯穆特和约翰·马瑟因“发现了宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”而分享了2006年诺贝尔物理学奖。

1966年获得麻省理工学院双学士学位(数学和物理);1970年获得麻省理工学院粒子物理学博士学位。在生活大爆炸第二季第17集客串。

初期研究

乔治·斯穆特不久转投宇宙学的研究,并前往威廉·劳伦司国立实验室继续他的研究。在威廉·劳伦司国立实验室,他与LuisWalterAlvarez合作进行了HAPPE实验,利用一个平流层气球来探测大气层上部的反物质。

随后,他对阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊于1964年发现的宇宙微波背景辐射产生了兴趣(CMB)。当时,有许多关于宇宙结构等充满争议的基本问题。一些宇宙模型推测宇宙是一个不停旋转的整体,因此宇宙微波背景辐射就会受到影响:观察的方向不同,它的温度就应该不同。在Alvarez和RichardA.Muller的帮助下,斯穆特制作了一个辐射差值测量计,用于观测两个夹角为60度的方向上宇宙微波背景辐射的差别。

这个仪器被安装在洛克西德的U-2侦察机上,并成功地测定了宇宙的整体旋转是零(不超出仪器的精确范围)。同时,这个仪器探测到了宇宙微波背景辐射温度上另一种形式的变化——偶极异向性。

这个偶极的图案(

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背景知识

JohnCMather和GeorgeFSmoot因为他们“发现宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”而获得2006年诺贝尔物理学奖。这个发现被认为是宇宙诞生于大爆炸的有力证据。

他们的工作始于上个世纪90年代,基于NASA宇宙背景探测卫星(COBE)传回的数据。JohnMather整理和分析了从COBE得到的数据,而且在揭示宇宙微波背景辐射的黑体形式的实验中承担主要工作。GeorgeSmoot主要负责测量背景辐射中温度的微弱变化。

宇宙学家们认为,宇宙微波背景辐射产生于130亿年前,大爆炸发生之后的瞬间。那时宇宙是一个非常热的物体(3000K),发出的辐射带有很明显的温度信号——黑体频谱。这个辐射至今仍然存在那就是宇宙微波背景辐射。

虽然因为宇宙的持续膨胀其温度已经降至2.7K,但Mather确定这些辐射仍然残留有黑体信息。他还观察到这种黑体辐射在宇宙的各处非常接近(等方向性)。这两项观测结果为宇

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参与COBE

1974年,马瑟提议发射专门用于探索宇宙背景的卫星,宇宙背景探测者(CosmicBackgroundExplorer,简称COBE卫星),对微波背景进行探测。提议获得NASA的批准。NASA最初打算用航天飞机将COBE卫星送入太空。

但1986年挑战者号失事后,航天飞机停飞数年,COBE卫星的前途莫测。为了能让COBE早日飞上天,马瑟和斯穆特与同事们专门争取到一枚火箭,最终于1989年11月将COBE卫星送入太空。马瑟作为COBE卫星科学项目的首席科学家自始至终领导和协调了COBE的观测以及对COBE观测资料的分析研究。

借助COBE卫星,马瑟领导的研究团组,首次完成了对宇宙微波背景辐射的太空观测,精确地测量出宇宙微波背景辐射各个波长的黑体谱形。利用太空的有利条件,他们一次完成了各个波长上的测量。弥补了过去由许多人的观测结果拼凑出并不完整的黑体谱这一遗憾。

他们对COBE卫星测量结果进行分析计算后

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在华投资

2015年9月9日,诺贝尔奖获得者乔治·斯穆特在北京确立了其在华的第一笔投资计划,与3D打印机智能应用及创意教育开发企业O.ME(北京清大致汇科技有限公司)签订了合作协议。

2015年4月斯穆特在中国正式成立斯穆特(中国)科技有限公司,他的投资团队确立了在华的第一笔投资计划,并最终选择了3D打印机智能应用及创意教育开发企业O.ME。

科研探索

在COBE卫星项目中,斯穆特主要负责测量微波背景辐射微小的温度波动。

1977年,以斯穆特为首的天文学家小组,曾经将灵敏辐射仪放置在退役的U2高空侦察机上,在大气层上面飞行,得到了关于背景辐射中温度变化的第一个证据,叫做偶极异向性现象。天空的微波辐射在沿着地球运动的方向热一些,在反方向冷一些。这是由于地球随着太阳在宇宙当中向前穿行所产生的。

地球绕着太阳运行,太阳绕着银河系的中心转动,银河系在本星系群中运动,本星系群又朝室女座星系团运动。本星系群相对于宇宙微波背景辐射的运动速度是最快的。偶极异向性是一种多普勒效应,并不是宇宙微波背景辐射本身的异向性。

斯穆特在1977年观测的基础上,设计了一个叫做差动微波辐射计(DifferentialMicrowaveRadiometer,简称DMR)的特殊的精度更高的仪器,放置在COBE卫星上。

DMR由3.3mm、5.7mm和9.6mm三个不同射电波长的三个辐

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科研成果

1992年4月,斯穆特激动地宣布了,他们利用COBE卫星的观测结果--发现了期待已久的宇宙微波背景中的微弱的异向性现象,这是在1亿光年大小的天区内的热的和冷的变化。这些区域内的温度变化相对于平均温度为2.74K的微波背景来说,变化幅度仅有百万分之六。这微弱的温度起伏是由引力起伏造成的,也就是由物质密度的不均匀造成的。

马瑟和斯穆特领导的团组,利用COBE卫星所进行的观测和研究,更精确、也更全面地验证了宇宙微波背景辐射的两个特征,他们的工作使宇宙学的研究,进入了一个更为精确的新时代。

约翰·马瑟和乔治·斯穆特获得2006年诺贝尔物理学奖。他们于2006年12月10日,赴斯得哥尔摩接受诺贝尔奖评审委员会对他们的颁奖。