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ロバート・ウッドロウ・ウィルソン(Robert Woodrow Wilson, 1936年1月10日 - )は、アメリカの天文学者、物理学者。アーノ・ペンジアスとともに宇宙マイクロ波背景放射(CMB)を発見し、ノーベル物理学賞を受賞した。

1964年に宇宙マイクロ波背景放射を偶然発見した業績によって、1978年にウィルソンはペンジアスとともにノーベル物理学賞を受賞した(この年の物理学賞はピョートル・カピッツァとの共同受賞である)。ニュージャージー州ホルムデルのベル研究所にあった新型アンテナを使った研究中に、彼らは空に説明できない電波ノイズ源があることを発見した。このアンテナに付いていた鳩の糞を取り除き、その他考えられる全ての雑音源を特定した後、最終的にこのノイズがCMBであることを突き止めた。この発見はビッグバン理論の重要な確証とされた。

ウィルソンはライス大学で学部時代を過ごし、優等学生の友愛会であるファイ・ベータ・カッパに入っていた。卒業後はカリフォルニア工科大学で学位を取得した。

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