רוברט וילסון

רוברט וודרו וילסון (באנגלית: Robert Woodrow Wilson; נולד ב-10 בינואר 1936) הוא אסטרונום אמריקאי וחתן פרס נובל לפיזיקה בשנת 1978. בשנת 1964 גילה יחד עם ארנו פנזיאס את קרינת הרקע הקוסמית, ובכך ניתן אישוש לתאוריית המפץ הגדול. תגלית זו נחשבת לאחת המרכזיות במדע האסטרונומיה מאז ומעולם.

חייו ועבודתו
אביו של וילסון היה כימאי שעבד עבור חברת נפט, ורוברט הוא בנו הבכור. רוברט נולד ביוסטון שבטקסס ויש לו שתי אחיות. בילדותו עסק באלקטרוניקה ובמוזיקה בתור תחביב, ובלימודיו בבית הספר הוא הצטיין במתמטיקה ובמדע. את לימודיו הגבוהים החל וילסון באוניברסיטת רייס ביוסטון, שם למד פיזיקה. לאחר סיום לימודי התואר הראשון הוא החל את לימודי הדוקטורט במכון הטכנולוגי של קליפורניה (קלטק). מחקרו של וילסון התמקד במיפוי אזורים בשביל החלב בעזרת רדיו-טלסקופ. הוא קיבל תואר דוקטור בשנת 1962, והמשיך לעסוק במחקר בקלטק במשך שנה נוספת.

בשנת 1963 הצטרף וילסון למעבדות בל והחל לעסוק שם ברדיו-אסטרונומיה יחד עם ארנו פנזיאס. במסגרת זו, הם גילו את קרינת הרקע הקוסמית, והמשיכו במחקרים נוספים לחפש אחר קווי ספקטרום באזורים שונים בשביל החלב. כך למשל, הם מצאו סימנים ברורים לנוכחות פחמן חד-חמצני בענן מולקולרי שנמצא מאחורי ערפילית אוריון. מחקר המשך התמקד בניסיון לזהות מולקולות אלו, ומולקולות פשוטות נוספות, בעננים מולקולריים ברחבי הגלקסיה. מדידת כמות האיזוטופים של פחמן וחמצן במולקולות פחמן חד-חמצני נתנה אפשרות לבחון מודלים שונים של נוקליאוסינתזה שהתרחשה זמן קצר לאחר המפץ הגדול. וילסון עסק גם בהקמה ובניהול של מצפי רדיו-טלסקופ. 

רוברט וילסון נישא בשנת 1958 לאליזבת רודס סאווין והוא אב לשלושה ילדים: שני בנים ובת.

קרינת הרקע הקוסמית

וילסון ופנזיאס קיבלו לידיהם, בשנת 1963, אנטנת שופר ששימשה קודם לכן לעבודה עם לוויינים. לאנטנה זו, שהם תכננו להכין אותה לצורך מחקרים אסטרונומיים עתידיים, היו שני יתרונות מרכזיים: ניתן היה לחשב את הרגישות שלה בדיוק, וניתן היה לכייל אותה בצורה מדויקת בעזרת משדר במרחק של קילומטר אחד. לווילסון היה ניסיון בעבודה עם אנטנה דומה בלימודי הדוקטורט, והדבר האיץ את שלבי הכנת הניסוי.

לאחר ביצוע מדידות הכיול הראשונות, מצאו וילסון ופנזיאס שרעש הרקע המתקבל מהאנטנה גם כשאינה מכוונת לאף מקור ידוע, גבוה מזה המחושב. הם בחנו מספר אפשרויות שיכלו להביא לרעש רקע זה ובהם מקורות מעשה ידי אדם, מקורות משביל החלב או מקורות אחרים מאזורים מסוימים ביקום. אולם, האופי האיזוטרופי של רעש הרקע שעוצמתו לא השתנתה כאשר הם הפנו את האנטנה לכיוונים שונים, כמו למשל לכיוון העיר השכנה ניו יורק, העיד על כך שאף מקור ספציפי אינו אחראי לרעש זה. בשלב מסוים, הם חשדו כי הרעש נובע מירידה ביכולת הקליטה של האנטנה עקב נוכחות של לשלשת יונים בתוכה, אך גם ניקוי הלשלשת לא שינה את עוצמת הרעש.

וילסון ופנזיאס לא מצאו הסבר לרעש הרקע, ולמעשה בשנת 1965 הוחלט לצמצם במעבדות בל את התקציב שניתן לרדיו-אסטרונומיה ונשאר תקן למשרה אחת בלבד. הם החליטו להמשיך ולעבוד יחד בתחום זה, כל אחד בחצי משרה, ובמקביל לעסוק במחקרים נוספים. בתקופה זו, נודע להם במקרה כי קבוצת אסטרונומים, ובראשה רוברט דיקה, מכינה ניסוי דומה, שבו היא מחפשת אחר קרינת הרקע הקוסמית. לאחר שהם נפגשו עם הקבוצה, התברר שעל פי החישובים, מאפייניה של קרינה זו היו צפויים להיות זהים לרעש הרקע שווילסון ופנזיאס מצאו. 

על פי תאוריית המפץ הגדול, הפוטונים, שמרכיבים את קרינת הרקע הקוסמית, החלו לנוע בחופשיות ביקום, כאשר נוצרו בו האטומים הראשונים, והאינטראקציה בין החומר לקרינה פחתה באופן ניכר. האירוע התרחש ביקום בן 380,000 שנה לערך שהטמפרטורה בו הייתה כ-3,000 קלווין. מאז, הקרינה עברה הסחה לאדום, וכיום היא מתאימה בדיוק רב לקרינת גוף שחור של 2.7 קלווין בעלת שיא בתדירות של 160.2 ג'יגה-הרץ.

קישורים חיצוניים

 
 

אסטרונומים אמריקאים
בוגרי אוניברסיטת רייס
בעלי תואר דוקטור מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה
זוכי פרס נובל לפיזיקה
חברי האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית
זוכי פרסי האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית
סגל מעבדות בל
זוכי מדליית הנרי דרייפר
אמריקאים שנולדו ב-1936