Faits: A. Par arrêt du 8 décembre 2008, la Cour correctionnelle genevoise siégeant sans le concours du jury a reconnu Y._ coupable de brigandage. Elle l'a condamné à une peine privative de liberté de deux ans et quatre mois, peine complémentaire à celle de huit mois prononcée par le Ministère public genevois le 17 mars 2008, sous déduction de neuf mois et cinq jours de détention préventive. B. Statuant le 17 avril 2009, la Cour de cassation genevoise a rejeté le pourvoi formé par Y._. En substance, cet arrêt retient les faits suivants: Le 12 février 2008, en fin de matinée, Z._, âgé de près de 80 ans, est allé retirer au guichet de l'UBS à Genève, une somme de 4'300 fr., qu'il a mise dans son porte-monnaie. A._ et X._ qui avaient observé la transaction dans les locaux de la banque ont résolu - à l'instigation de ce dernier sur les dires du premier - de détrousser le client avec la participation de Y._, qu'ils ont rejoint à l'extérieur. Le trio a pris en filature Z._ à sa sortie de la banque et est monté à sa suite dans le bus de la ligne TPG n° 20. Quand Z._ s'est levé pour quitter le véhicule, A._ et Y._ l'ont devancé d'un arrêt. Le vieil homme est descendu à l'arrêt suivant. X._ lui a emboîté le pas et est allé faire le guet route de Malagnou, tandis que Y._ s'est posté avenue Théodore-Weber. Z._ s'est engagé dans cette artère pour rejoindre son domicile, cheminant sur le trottoir en tenant son sac à la main. C'est alors que A._ a surgi par derrière et l'a frappé à la nuque et sur les flancs, l'a précipité à terre, lui a asséné des coups de poing et de pied et arraché le sac auquel la victime se cramponnait. Il a dérobé à l'intérieur le porte-monnaie qui renfermait 5'000 fr., une carte bancaire, un passeport et une paire de lunettes. Ensuite, A._ a passé le sac vide à Y._ qui l'a jeté pendant que les agresseurs s'enfuyaient. Peu de temps après, les trois comparses se sont partagés le butin. Z._ a notamment été blessé au genou gauche, ce qui a entraîné son hospitalisation du 12 au 19 février 2008, puis du 3 mars au 7 avril 2008 pour une intervention chirurgicale. Outre les séquelles physiques, la victime a également subi un choc émotionnel profond qui l'handicape encore dans sa vie quotidienne. C. Contre cet arrêt cantonal, Y._ dépose un recours en matière pénale devant le Tribunal fédéral. Il conclut, principalement, à son acquittement et, à titre subsidiaire, à l'annulation de l'arrêt attaqué et au renvoi de la cause à la cour cantonale. En outre, il sollicite l'assistance judiciaire. 