乔治·斯穆特(George Fitzgerald Smoot III),1945年2月20日出生于佛罗里达州育空地区。
麻省理工学院粒子物理学博士,美国伯克利加州大学物理学教授,天体物理学家,香港科技大学基础物理学中心主任、高等研究院博文讲座教授。被誉为“宇宙胚胎学之父”。
1966年,乔治·斯穆特获得麻省理工学院双学士学位(数学和物理)。1977年,以乔治·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。1992年4月,乔治·斯穆特团队宣布探测到了早期宇宙的辐射温度差异。2008年9月,乔治·斯穆特客串的电视剧《
生活大爆炸第二季》在美国播出。2015年9月,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。2017年3月,乔治·斯穆特到
东南大学访问。2021年9月,乔治·斯穆特在2021中国国际数字经济博览会开幕式主题峰会上通过视频方式发表演讲。2024年12月,乔治·斯穆特出席2024
腾冲市科学家论坛。
乔治·斯穆特主要从事天体物理学、宇宙学方面的研究。2003年,乔治·斯穆特曾获爱因斯坦奖章。2006年,乔治·斯穆特在参与COBE(宇宙背景探测者)计划时,和
约翰·马瑟因一起发现了“
背景辐射的黑体形式和各向异性”而获得了2006年的
诺贝尔物理学奖。
人物经历
教育经历
1945年2月20日,乔治·斯穆特出生于
佛罗里达州育空地区。1966年,乔治·斯穆特获得
麻省理工学院双学士学位(数学和物理)。1970年,乔治·斯穆特获得麻省理工学院粒子物理学博士学位。随后,乔治·斯穆特在
加利福尼亚大学成为一名科研工作者,开始研究大爆炸的有关问题。
工作经历
后来,乔治·斯穆特转投宇宙学的研究,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Luis Walter Alvarez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。
1977年,以乔治·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
本星系团运动。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。此后,乔治·斯穆特根据在1977年观测的基础上,设计了一个叫做差动微波辐射计(Differential
微波 Radiometer,简称 DMR)的特殊的精度更高的仪器,放置在COBE卫星上。
1992年4月,乔治·斯穆特的团队宣布了一项重大发现早期
宇宙的微波背景辐射强度分布存在微小差异。这些差异揭示了物质如何聚集形成
恒星和
星系,进一步证实了大爆炸理论的正确性。2003年,乔治·斯穆特获爱因斯坦奖章。2006年,乔治·斯穆特在参与COBE(宇宙背景探测者)计划时,和
约翰·马瑟因一起发现了“
背景辐射的黑体形式和各向异性”而获得了2006年的
诺贝尔物理学奖。2008年9月,乔治·斯穆特客串的电视剧《
生活大爆炸第二季》在美国播出,他出现在该电视剧第17集结尾处。
2013年11月,乔治·斯穆特应
四川大学材料科学与工程学院邀请访问该校,并作了题为“Gamma Ray Bursts-the most powerful probe and window of the early universe”的学术讲座。2015年4月,乔治·斯穆特在中国正式成立斯穆特(中国)科技有限公司。同年9月,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。2016年,乔治·斯穆特担任
广药集团医疗器械研究院院长。2017年3月,乔治·斯穆特到
东南大学访问。
2018年9月,乔治·斯穆特被聘为
佛山科学技术学院名誉教授。2019年10月,乔治·斯穆特出席2019世界青年科学家(
温州市)峰会,并在开幕式后做了题为《引力波、黑洞合并和双子星合并》的主旨报告。2021年9月,乔治·斯穆特在2021中国国际数字经济博览会开幕式主题峰会上通过视频方式发表演讲。2024年12月,乔治·斯穆特出席2024
腾冲市科学家论坛。
个人生活
乔治·斯穆特家中许多人从事法律工作。然而他的父亲选择了工程师的职业路径,其母亲则是教师。在成长中,他受到了父母对数学和物理兴趣的鼓励,同时被
人造卫星激发了对
宇宙探索的热情。尽管家境贫困,乔治·斯穆特通过打工挣足学费,最终考入
麻省理工学院。
社会职务
资料:
研究领域
乔治·斯穆特主要从事天体物理学、宇宙学方面的研究。
主要成就
初期研究
1970年,乔治·斯穆特在麻省理工获物理学博士,随后在
加利福尼亚大学成为一名科研工作者,开始研究大爆炸的有关问题。后来他转向宇宙学研究,前往威廉·劳伦司国立实验室继续工作。在那里,他与Luis Walter Alvarez合作,进行了HAPPE实验。后来乔治·斯穆特对1964年
阿诺·彭齐亚斯和
罗伯特·威尔逊发现的
背景辐射(CMB)产生了兴趣,当时,关于宇宙的结构存在许多争议性的问题。在Alvarez和Richard A. Muller的协助下,乔治·斯穆特设计并制作了一个辐射差值测量计。
科研探索
在1977年,由乔治·斯穆特领导的天文学家团队将一个高灵敏度的辐射计安装在一架退役的U2高空侦察机上,该飞机在大气层之上飞行,从而获得了宇宙微波背景辐射中温度变化的首个证据,这一现象被称为偶极异向性。观测结果显示,沿
地球运动方向的天空
微波辐射较热,而相反方向较冷。这种现象是由于地球随
太阳在
宇宙中的运动所产生的
多普勒效应,并非
背景辐射本身的不均匀性。基于1977年的观测成果,乔治·斯穆特设计了一种名为差动微波辐射计(Differential Microwave Radiometer,简称DMR)的高精度仪器。DMR由三个辐射计组成,分别对应3.3毫米、5.7毫米和9.6毫米三个不同的射电波长,这些波长上的宇宙微波背景辐射强度显著高于其他波长。此外他还为DMR设计了一对天线,用以测量两个不同天区之间的温度差异,能够检测出1%的温度变化,从而获得比以往任何辐射计更精确的观测数据。
参与COBE
从实施COBE项目开始,乔治·斯穆特与马瑟就开始了合作。乔治·斯穆特主要负责其中一个
关键设备“微波辐射差值计”的研制,目标是探寻微波背景辐射在不同方向的微小温差。
约翰·马瑟负责关键设备“远红外线绝对光度计”的研制,目标是揭示
背景辐射的黑体形式。
1989年11月,COBE卫星成功被送入太空。在COBE卫星的帮助下,乔治·斯穆特和约翰·马瑟领导的研究团队首次在太空中对宇宙微波背景辐射进行了观测,并精确测量了不同波长的宇宙微波背景辐射的黑体谱形。他们利用太空环境的优势,一次性完成了对各个波长上的测量,弥补了以往由地面观测结果拼凑出的不完整黑体谱的遗憾。通过对COBE
卫星的测量结果进行分析,他们发现观测到的宇宙微波背景辐射谱与温度为2.74K的
黑体辐射谱高度一致,这与大爆炸宇宙学预测的结果非常吻合,从而更精确地验证了宇宙微波背景辐射的黑体谱形特征。
科研成果
1992年4月,乔治·斯穆特团队宣布探测到了早期宇宙的辐射温度差异,他们
测绘学出宇宙大爆炸所发射产生的微波背景辐射强度分布图,发现在不同方向上存在区域中十万分之一量级的极微小差异,即存在着“各向异性”。这种微小的温度差异揭示了
宇宙中的物质如何积聚成
恒星和
星系,成为大爆炸宇宙论的又一有力证据。COBE项目的重大研究成果清晰地揭示了宇宙结构的起源,标志着宇宙学进入了“精确研究”时代,为人类确立了大爆炸宇宙论的模型,堪称20世纪最重要的科学成就之一。乔治·斯穆特与
约翰·马瑟因领导了此项工作而获得了
2006年诺贝尔物理学奖。此外,乔治·斯穆特还参与了一项称之为下一代实验的“普朗克探测器”计划,该计划致力于研究早期宇宙,并于2007年发射升空。
客串作品
所获荣誉
相关评价
乔治·斯穆特对
背景辐射的开创性研究为“20世纪最重要的科学成就之一”。(
斯蒂芬·霍金 评)