George Fitzgerald Smoot III

Proveniente da una famiglia nella quale nonni, zio e cugino erano giudici, anche il padre George Smoot II iniziò a studiare legge, ma dovette interrompere per il servizio militare nella Seconda Guerra mondiale. Dopo la guerra, insieme alla moglie riprese gli studi, trasferendosi però ad ingegneria, nonostante le difficoltà di conciliare gli studi con le scarse entrate e due figli piccoli.

Spesso il figlio veniva portato dalla mamma a lezione al college e crebbe con un grande rispetto per la scuola e desiderio di imparare.

Dopo la laurea il padre fu assunto al Servizio Geologico Nazionale occupandosi di risorse idriche e tutta la famiglia si trasferì in Alaska dove anche la madre lavorava come maestra elementare e lui frequentò le scuole insieme a ragazzi Eskimo o Indiani.

Il padre aveva ideato vari strumenti per misurare le proprietà dei corsi d’acqua e fu presto trasferito a Columbus, Ohio, e poi alla sede centrale di Washington, D.C, ma viaggiava in tutto il mondo per monitorare fiumi, dal Rio delle Amazzoni al Mekong. In seguitò lavorò per la Banca Mondiale su progetti di irrigazione e risorse idriche.

La madre invece riprese gli studi per diventare insegnante di scienze e quindi a casa lui imparava altri argomenti oltre a quelli che studiava a scuola alle superiori, alla Upper Arlington High School, come analisi e trigonometria; era il periodo dello Sputnik che stimolò un grande interesse per l’insegnamento delle scienze in USA e come tanti altri ragazzi dell’epoca costruì una radio a galena e più tardi a transistor.

Per pagarsi l’iscrizione al College faceva vari lavoretti, come distribuire posta, falciare prati, o il caddy al Golf Club, e continuò anche dopo essersi iscritto al MIT, con una borsa di studio dopo il diploma nel 1962.

Al MIT si concentrò soprattutto sui corsi di matematica e fisica con l’intenzione di dedicarsi alla fisica, specialmente alla fisica delle particelle.

Per la tesi sperimentale in fisica delle particelle lavorò con David H. Frisch, Louis Osborne, Henry W. Kendall, Jerome I. Friedman (Premi Nobel 1990) e Samuel Ting (Nobel 1976).

Durante il lavoro di tesi, nel 1966, si ebbe la notizia della scoperta di Penzias e Wilson del fondo cosmico di microonde (CMB), che lo interessò essendo appassionato di astrofisica, ma era troppo impegnato con il suo lavoro per dedicarvisi.

Ottenne il B.Sc. in Matematica e Fisica nel 1966 e continuò gli studi per il dottorato che ottenne nel 1970 al MIT.

In quegli anni al MIT Joe Silk scriveva il lavoro sulle fluttuazioni del CMB, inoltre Steven Weinberg teneva il corso che divenne poi il suo famoso libro Gravitation and Cosmology e si capiva che qualcosa di fondamentale stava nascendo in quel campo. Lui era interessato, ma essendosi appena sposato con Maxine, che stava iniziando gli studi di dottorato, aveva bisogno subito di uno stipendio e così, dopo avere presentato domande a varie università, scelse Berkeley, convinto da Luis W. Alvarez (Nobel 1968).

La scelta era dovuta alla possibilità di lavorare, alla University of California e al Lawrence Berkeley National Laboratory, con eccellenti ricercatori come Alvarez, Emilio Segrè e Owen Chamberlain (Nobel 1959), Edwin McMillan e Glenn Seaborg (Nobel per la Chimica 1951), Donald Glaser (Nobel 1960), Melvin Calvin (Nobel per la chimica 1961), Yuan T. Lee (Nobel per la chimica 1986), Steven Chu (Nobel 1997).

Nel gruppo di Alvarez fu impiegato all’esperimento High-Altitude Particle Physics Experiment (HAPPE), della NASA, destinato a studiare interazioni di raggi cosmici ad alte energie con un pallone. Tuttavia durante i test il pallone precipitò nell’Oceano e inoltre la decisone di costruire un nuovo acceleratore per studiare le interazioni ad alte energie (l’attuale FermiLab) ridusse i fondi.

Il progetto fu ridimensionato e destinato primariamente alla ricerca di antimateria nello spazio, con uno spettrometro magnetico superconduttore sempre su palloni, ma dopo numerosi lanci  in varie zone non fu trovata nessuna evidenza per antimateria nello spazio e il grande problema divenne capire il perché di questa asimmetria tra materia e antimateria.

Nel 1973 si dedicò allo studio della radiazione cosmica di fondo, residuo del Big Bang, che riteneva essere fondamentale per la comprensione della struttura ed evoluzione dell’universo.  Nel 1976 con un radiometro differenziale per microonde montato su aerei U-2 a grandi altezze iniziarono misure che evidenziavano una espansione dell’universo apparentemente in tutte le direzioni con velocità costante. Inoltre la radiazione di dipolo osservata evidenziava (per effetto Doppler) una velocità della nostra galassia rispetto alle altre di circa 600 km/s, che poteva essere dovuta ad una enorme forza gravitazionale da ammassi di altre galassie. Il risultato fu visto con molto scetticismo dagli astronomi,  perché si credeva che la distribuzione delle galassie fosse uniforme nell’universo, ma fu confermata da ulteriori misure al Polo Sud.

Se questa disomogeneità di masse era reale si doveva essere formata nei primi stadi di evoluzione dell’universo e quindi la radiazione cosmica di fondo non poteva essere omogenea, come invece misurato.

Avanzò quindi una proposta alla NASA per una mappatura della CMB con un satellite. Tra le 150 proposte furono scelte la loro e altre due, che nel 1976 vennero unificate a formare il gruppo di COBE (Cosmic Background Explorer) al Goddard Space Flight Center, a Greenbelt, Maryland.

Nel gruppo si occupò in particolare del radiometro differenziale per microonde (DMR) simile ma più sensibile di quello usato con i palloni e gli U-2 e nel 1992 furono pubblicati su Astrophysical Journal i risultati sulle anisotropie ottenuti con questo strumento, dopo un’attentissima analisi per escludere che queste fossero dovute ad errori strumentali o altre cause. In effetti si trattava di debolissimi segnali in un grande fondo  che paragonò ad ascoltare un sospiro durante una rumorosa festa sulla spiaggia, con radio che strombazzano, onde che si infrangono, persone che urlano, cani che abbaiano e dune-buggy che rombano…

La sua storia nel progetto COBE è stata raccontata nel libro Wrinkles in Time scritto col giornalista Keay Davidson.

Fu anche velatamente accusato di scorrettezza da John Mather per avere diffuso alla stampa i risultati prima dell’annuncio della NASA, come concordato, in cerca di gloria personale, ma la polemica poi rientrò ed anzi è stato riconosciuto il suo ruolo nel far conoscere i risultati di COBE ad un vasto pubblico.

Per questi risultati nel 2006 ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisica insieme a John C. Mather. Ha donato in beneficenza l’intero importo del premio, detratte le spese.

Dopo COBE ha continuato lo studio delle anisotropie della CMB collaborando agli esperimenti con pallone MAXIMA/Boomerang, col satellite WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) lanciato nel 2000 e Max Planck Surveyor dell’ESA (ideato insieme a Reno Mandolesi e Marco Bersanelli) lanciato nel 2009. Suoi studenti lavorano inoltre al South Pole Telescope (SPT) e all’Atacama Cosmology Telescope (ACT).

Attualmente si occupa del progetto Galactic Emission Mapping (GEM) destinato ad una mappa galattica nello spettro di lunghezze d’onda dal mm al m, con satelliti e radiotelescopi a terra in Colombia, California, Tenerife, Brasile e Portogallo.

Il Berkeley Center for Cosmological Physics (BCCP) da lui fondato (ora diretto da  Saul Perlmutter, Nobel 2011) svolge anche ricerche sulla energia oscura con i progetti EUCLID e JDEM ed altri in collaborazione con il Paris Center for Cosmological Physics e l’Institute for the Early Universe (IEU).

Attualmente è Professore Emerito di Fisica alla University of California, Berkeley, capo scienziato al Lawrence Berkeley National Laboratory, professore alla Università Paris-Diderot di Parigi e all’Extreme Universe Laboratory dell’Università di Stato di Mosca.

Oltre al Nobel ottenne il Premio Einstein nel 2003 e la Medaglia Oersted nel 2009.

È apparso in TV nel 2009 in un episodio della popolare serie The Big Bang Theory, che ha per protagonisti anche studenti di astrofisica, interpretando sé stesso, inoltre è uno dei due soli concorrenti a vincere il massimo premio di 1 milione di dollari (da dare in beneficenza) alla trasmissione TV a quiz Are You Smarter than a 5th Grader? (in Italia: Sei più bravo di un ragazzino di 5ª?)