2006年诺贝尔物理学奖得主乔治·斯穆特逝世,他为人类探索宇宙的事业做出了哪些贡

科海群星谱 2025-09-28 00:14:40

2006年诺贝尔物理学奖得主乔治·斯穆特逝世,他为人类探索宇宙的事业做出了哪些贡献? ------------------------------------ 乔治·斯穆特是一位实验宇宙学家,他与另一位宇宙学家约翰·马瑟领导了第一代宇宙微波背景卫星探测实验(COBE),二人因此获得了2006年诺贝尔物理学奖。另外,斯穆特本人也是一个B站up主,前两年在B站发过很多科普视频: 斯穆特1945年出生于美国佛罗里达,1970年取得了麻省理工学院的博士学位,此后的四十多年里他一直在加州大学伯克利分校工作。他一开始从事的是宇宙射线的研究,后来转向宇宙微波背景辐射(CMB)的实验探测研究。 1977年,斯穆特的团队利用高空侦察机搭载探测仪器,首次探测到了CMB的偶极各向异性。这是地球随着太阳系、银河系、本星系群在宇宙当中运动而导致的一种多普勒效应。即沿地球运动方向测到的CMB会热一些(光子能量高一些),相反方向则会冷一些(光子能量低一些)。这一发现也首次测定了地球相对于宇宙背景的运动速度——390±60km/s(最新的测量值是369.82±0.11km/s)。 之后,斯穆特开始与马瑟一起进行CMB的卫星探测实验(COBE)的前期探索。斯穆特设计了一台差动微波辐射计安装在COBE卫星上,用来测量CMB在不同方向上的微小差异。他们原本计划用航天飞机将COBE卫星送入太空,但1986年的挑战者号事故让他们的计划推迟。最终,在1989年,他们终于争取来一枚火箭将探测卫星发射升空。 1992年,COBE卫星的探测数据公布。斯穆特宣布,实验测量到了CMB完美的黑体辐射谱,同时也探测到了各个方向上的CMB温度存在十万分之一的微小差异。这并不是实验误差,而是真真实实存在于CMB中的包含着早期宇宙信息的各向异性信号。通过对实验数据进行分析,宇宙学家们证实了原初扰动谱的近似标度不变性。这是暴胀理论的重要预言,也是宇宙结构形成理论中重要的一环。 最终,斯穆特和马瑟凭借这些发现获得了2006年诺贝尔物理学奖。 现在,利用最新一代CMB实验的探测数据,人类已经可以在0.1%的精度上精确测量宇宙的年龄、膨胀率、物质成分比例等信息。如此成就离不开这些早期开拓者的艰难探索。 向人类探索宇宙的先驱致敬! 想了解更多斯穆特的故事可以看这篇传记:

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