Rubrica biografie

Wilson, Robert Woodrow

Robert Woodrow Wilson nasce il 10 gennaio 1936

  Biografia a cura di Chiara Oppedisano

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Succede talvolta che una scoperta scientifica rivoluzionaria avvenga per caso, come all’inizio del 1900 per la penicillina e come accadde per la scoperta della radiazione cosmica di fondo che vide protagonisti Robert Woodrow Wilson e Arno Penzias nel 1964. Wilson e Penzias lavoravano ai Laboratori della Bell e stavano sperimentando un’antenna radio per comunicazioni satellitari che avrebbe dovuto captare i segnali del satellite ECHO I, il primo satellite artificiale per telecomunicazioni, lanciato in orbita dalla NASA nel 1960. Data la debolezza dei segnali che si dovevano captare, non solo l’antenna doveva essere molto sensibile, ma tutte le possibili sorgenti di “rumore” andavano soppresse. I due ricercatori lavorarono dunque per rimuovere gli effetti di radar e comunicazioni radio terrestri, raffreddando il ricevitore con elio liquido a 4 K (-269 °C). Ciò nonostante Wilson e Penzias, puntando l’antenna verso il cielo sopra il New Jersey, continuavano a rivelare un rumore persistente, presente sia di giorno che di notte e proveniente da tutte le direzioni che Wilson definì in seguito come «il fischio di una vecchia radio FM quando si cambia canale». Anche dopo la rimozione di un un paio di nidi di piccione dall’interno dell’antenna, questo rumore era ancora presente. Wilson e Penzias continuavano a essere perplessi sulla possibile origine di questo segnale, finché Penzias non incontrò Bernard Burke, radioastronomo al Dipartimento di fisica del MIT, che consigliò loro di parlare con Robert Dicke di Princeton. Dicke e il suo gruppo stavano infatti lavorando per cercare di rivelare la radiazione cosmica di fondo che avrebbe definitivamente provato la validità della teoria del Big Bang rispetto all’ipotesi di Universo statico. Si narra che Dicke dopo la telefonata nella quale Penzias gli raccontò del segnale disse ai suoi colleghi: «Ragazzi, ci hanno bruciato!». La scoperta di Wilson e Penzias fu pubblicata nel mese di giugno del 1965 sulla rivista internazionale Astrophysical Journal Letters, insieme a un articolo del gruppo di Dicke che supportava l’interpretazione della scoperta come radiazione cosmica di fondo.

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Bob Wilson (sinistra) e Arno Penzias (destra) e l’antenna dei laboratori della Bell
con la quale captarono l’eco del Big Bang nel 1964.

La radiazione cosmica di fondo (CMB dall’inglese “Cosmic Microwave Background”) è un mare di radiazione nella regione delle microonde che pervade tutto l’Universo ed è l’eco residuo del Big Bang che a 13,8 miliardi di anni dalla nascita dell’Universo ha iniziato (e continua tuttora) a fornire informazioni sulle origini, l’età, la composizione e l’espansione dell’Universo. Era stata prevista nel 1948 dai fisici teorici Gamow, Alpher e Herman e la sua scoperta è stata la conferma sperimentale della teoria del Big Bang. A Wilson e Penzias fu assegnato il premio Nobel per la scoperta della radiazione cosmica di fondo a microonde nel 1978.

Robert Woodrow Wilson era nato a Houston il 10 gennaio del 1936, il padre era un ingegnere chimico e lavorava per una compagnia petrolifera. Wilson frequentò le scuole pubbliche a Houston, dove eccelleva solamente in matematica e scienze. Studiava pianoforte e suonava il trombone nella banda della scuola. Amava il pattinaggio su ghiaccio e lo sci. Ereditò dal padre la passione per l’elettronica e il fai da te, riparava radio e televisioni e aiutava gli amici a costruire e riparare apparecchi radiotrasmittenti. Fu ammesso alla Rice University e in seguito si spostò a Caltech per il dottorato, scegliendo la radioastronomia come ambito di ricerca poiché coniugava il suo interesse per la fisica e la sua passione per l’elettronica. Dopo il conseguimento del dottorato iniziò a collaborare con i laboratori della Bell dove fu assunto nel 1963, iniziando a lavorare al centro di ricerca sulle comunicazioni radio, utilizzando, insieme a un altro radioastronomo, Arno Penzias, un’antenna per la rivelazione di onde nella regione delle microonde (caratterizzate da lunghezze d’onda di circa 10-2-10-4 m e frequenze comprese tra 1010-1012 Hz).

In seguito a una riduzione di fondi, nel 1965 la Bell decise di ridurre a una sola persona la ricerca in radioastronomia; Wilson e Penzias decisero di comune accordo che avrebbero continuato a lavorare insieme, dedicando metà del loro tempo a continuare le loro ricerche in radioastronomia e l’altra metà del tempo l’avrebbero entrambi dedicata ad altri progetti. Nel 1970 rivelando radiazioni a microonde provenienti dai dintorni della nebulosa di Orione, scoprirono la presenza di monossido di carbonio nella nubi interstellari. Dal 1994 Bob Wilson è membro dell’Osservatorio astrofisico Smithsonian di Harvard, Cambridge, Massachusetts.

A circa 50 anni di distanza da quella scoperta che rivoluzionò le conoscenze sull’Universo, Robert Wilson ha dichiarato in un’intervista che lui avrebbe decisamente preferito un Universo statico, perché gli dispiace molto pensare che tutto quello che esiste possa andare distrutto. Nel frattempo, gli scienziati continuano a studiare l’eco del Big Bang con telescopi che hanno risoluzioni sempre più elevate, per studiare le anomalie e le fluttuazioni che potrebbero spiegarci i misteri di questo Universo che ancora non sappiamo spiegare.

 

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La mappa della radiazione cosmica di fondo misurata con 3 telescopi: COBE (Cosmic Background Explorer) lanciato dalla NASA nel 1989, WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) lanciato in orbita dalla NASA nel 2001 e Planck, progetto principalmente dell’Agenzia Spaziale Europea. Scopo delle missioni è rivelare, con sempre maggiore precisione, le fluttuazioni e le anisotropie nella radiazione primordiale per comprendere i segreti dell’Universo.

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