Robert Woodrow Wilson

Robert Woodrow Wilson, Arno Penzias'la birlikte kozmik mikrodalga arka plan ışımasını keşfeden Amerikalı gökbilimci ve fizikçidir. 1964'te Bell Laboratuvarları'nın dev boynuz anteninde yakaladıkları, her yönden eşit gelen gizemli radyo gürültüsü, evrenin sıcak ve yoğun bir başlangıçtan genişleyerek bugünkü hâline geldiğini gösteren en önemli kanıtlardan biri oldu. Bu buluş Wilson'a ve Penzias'a 1978 Nobel Fizik Ödülü'nün yarısını kazandırdı. Wilson ayrıca yıldızlararası uzaydaki soğuk molekül bulutlarını incelemenin bugün de kullanılan yolunu açan bir gözlemin ekip lideriydi.

Erken yaşamı ve eğitimi

Wilson 1936'nın ocak ayında Teksas'ın Houston kentinde doğdu; doğum günü kaynaklarda 10 ve 11 Ocak olarak iki farklı biçimde geçer. Houston'daki Lamar Lisesi'nden mezun olduktan sonra Rice Üniversitesi'nde lisans öğrenimi gördü ve burada akademik başarı derneği Phi Beta Kappa'ya kabul edildi. Fizik doktorasını Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nde (Caltech) yaptı; tez danışmanları John Bolton ve Maarten Schmidt'ti.

Kariyeri

Doktorasının ardından New Jersey'deki Bell Laboratuvarları'nda çalışmaya başladı ve 1994'e kadar bu kurumda kaldı. Burada Arno Penzias'la birlikte radyo gökbilimi için tasarlanmış, aşırı hassas ve sıvı helyumla soğutulan mikrodalga alıcıları üzerinde çalıştı. 1994'ten sonra Massachusetts'in Cambridge kentindeki Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nde kıdemli bilim insanı olarak görev yaptı.

Kozmik mikrodalga arka planın keşfi

Wilson ve Penzias'ın çalıştığı Holmdel boynuz anteni, 1959'da Bell Laboratuvarları'nın Crawford Hill tesisinde, NASA'nın Echo projesi için kurulmuştu. Echo, alüminyum kaplı dev plastik balonlardan oluşan pasif haberleşme uydularıyla radyo sinyallerini yeryüzünde bir noktadan ötekine yansıtmayı amaçlıyordu. Yaklaşık 15 metre uzunluğundaki, 6,1 metreye 6,1 metrelik bir ağza sahip ve 16 tona yakın ağırlıktaki bu alüminyum anten, 1960'larda uydu haberleşmesinin yanı sıra radyo teleskobu olarak da kullanıldı. Wilson ve Penzias, gökten gelen çok zayıf sinyalleri ölçebilmek için alıcıyı sıvı helyumla −269 °C'ye, yani mutlak sıfırın yalnızca 4 derece üstüne kadar soğutuyordu. Bu kadar hassas bir düzenekte en küçük fazlalık bile dikkat çekiyordu.

1964'te yaptıkları ölçümlerde 4080 megahertz frekansında, beklenenin yaklaşık 100 katı güçte, gece gündüz ve gökyüzünün her yönünde aynı kalan bir gürültü buldular. Cihazdan, atmosferden ya da yakındaki New York kentinden kaynaklanabilecek etkileri tek tek elediler; antene yuva yapan güvercinleri uzaklaştırıp antenin içini temizlediler. Gürültü yine de sürüyordu. Atmosfer ve cihaz katkısı çıkarıldığında geriye yaklaşık 3,5 kelvinlik bir fazlalık kalıyordu.

Gizem, Penzias'ın Princeton Üniversitesi'nden Robert Dicke'yle temas kurmasıyla çözüldü. Yaklaşık 60 kilometre ötedeki Dicke, Jim Peebles, David Wilkinson ve Peter Roll'dan oluşan ekip, tam da Büyük Patlama'dan kalması gereken bir ışınımı aramaya hazırlanıyordu. Dicke, Bell Laboratuvarları'na davet edildi ve ölçümün ne anlama geldiği netleşti. Penzias ve Wilson makalelerinde, sinyalin “olası bir açıklamasını” Princeton ekibinin yanındaki makalesine bıraktı. 1965'te iki ekibin makaleleri Astrophysical Journal Letters'ta yan yana çıktı: biri ölçümü, diğeri kozmolojik yorumu sunuyordu. Bu sonuç, evrenin başlangıcı ve sonu olmadan hep aynı kaldığını savunan kararlı durum modeline ağır bir darbe vurdu.

Bilime katkıları

Wilson'ın tek büyük buluşu arka plan ışıması değildir. 1970'te liderliğini yaptığı bir ekip, karbon monoksit (CO) molekülünün dönme hareketinden kaynaklanan bir tayf çizgisini bir gök cisminde, Orion Bulutsusu'nda ve sekiz başka gökadamız içi kaynakta ilk kez saptadı. Karbon monoksit gözlemleri sonradan, yıldızların doğduğu soğuk moleküler gaz bulutlarını izlemenin standart yöntemi hâline geldi.

Uzay ve astronomiye etkisi

Wilson ile Penzias'ın yakaladığı sinyal bugün kozmik mikrodalga arka plan ışıması olarak bilinir ve Büyük Patlama'nın kanıtları arasında belki de en etkilisidir. Bu ışınımın sonraki uydu görevleriyle yapılan ayrıntılı haritaları, evrenin yaşını, bileşimini ve geometrisini ölçmenin ana araçlarından biri oldu. Keşif, şans eseri gibi görünse de aslında aylar süren titiz bir eleme çalışmasının ürünüdür; deneysel fizikte “hatayı ciddiye almanın” klasik örneği olarak anlatılır.

Mirası

Wilson 1977'de Penzias'la birlikte ABD Ulusal Bilimler Akademisi'nin Henry Draper Madalyası'nı, 1978'de Nobel Fizik Ödülü'nü aldı. Nobel ödülünün diğer yarısı düşük sıcaklık fiziğindeki çalışmaları için Pyotr Kapitsa'ya verildi. 2009'da Amerikan Felsefe Topluluğu üyeliğine seçildi. Keşfin yapıldığı Holmdel boynuz anteni 1989'da ABD Ulusal Tarihî Simge Yapısı ilan edildi. Wilson'ın çalışmaları, ışınımın asıl kuramsal öncülerinden Büyük Patlama'nın tarihçesinde Gamow, Alpher ve Herman'la birlikte anılır.

Bilmeye değer

• Keşfin yapıldığı anten aslında bir uydu haberleşme deneyi için kurulmuştu.
• Gürültünün kaynağını ararken antene yuva yapan güvercinleri uzaklaştırıp kuş pisliklerini temizlemek zorunda kaldılar.
• Bell Laboratuvarları'ndan ayrıldıktan sonra Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nde kıdemli bilim insanı olarak çalıştı.
• Yıldızlararası karbon monoksidi ilk kez Orion Bulutsusu'nda saptayan ekibin başındaydı.

Fotoğraf: Samtxts · CC BY-SA 4.0 · Wikimedia Commons