Vera Cooper Rubin Astronomy Pioneer's liv och tider

 Vi har alla hört talas om mörk materia - det konstiga, "osynliga" grejer som utgör ungefär en fjärdedel av massan i universum. Astronomer vet inte exakt vad det är, men de har uppmätt effekterna på regelbundet ämne och på ljus när det passerar genom en "konglomeration" i mörk materia. Att vi vet om det alls beror till stor del på ansträngningarna från en kvinna som ägnade mycket av sin karriär till att hitta ett svar på en förbryllande fråga: varför roterar inte galaxerna den hastighet som vi förväntar oss att de ska göra? Den kvinnan var Dr. Vera Cooper Rubin.

Tidigt liv

Dr Vera Cooper Rubin föddes 23 juli 1928 till Philip och Rose Appelbaum Cooper. Hon tillbringade sin tidiga barndom i Philadelphia, PA och flyttade till Washington DC när hon var tio. Som barn inspirerades hon av astronomen Maria Mitchell och beslutade också att studera astronomi. Hon kom in i ämnet vid en tidpunkt då kvinnor bara inte förväntades "göra" astronomi. Hon studerade det vid Vassar College och ansökte sedan om att gå till Princeton för att fortsätta sin utbildning. Vid den tiden fick kvinnor inte delta i Princeton-programmet. (Det förändrades 1975 när kvinnor antogs första gången). Det bakslaget hindrade henne inte; hon sökte till och accepterades vid Cornell University för sin magisterexamen. Hon gjorde sin doktorsexamen studier vid Georgetown University, arbetar med galaxrörelser mentorerade av fysiker George Gamow, och tog examen 1954. Hennes avhandling föreslog att galaxer kollapsade i kluster. Det var inte en väl accepterad idé då, men hon låg långt före sin tid. Idag vet vi att kluster av galaxer säkert do existera

Att spåra galaxernas rörelser leder till mörka saker

Efter att ha avslutat sitt forskararbete tog Dr. Rubin upp en familj och fortsatte att studera galaxernas rörelser. Sexism hindrade en del av hennes arbete, liksom det "kontroversiella" ämnet som hon följde: galaxrörelser. Hon fortsatte att bekämpa några mycket uppenbara hinder för sitt arbete. Genom mycket av sin tidiga karriär hindrades hon till exempel från att använda Palomar Observatory (en av världens ledande observationsanläggningar för astronomi) på grund av sitt kön. Ett av argumenten för att hålla henne borta var att observatoriet inte hade rätt badrum för kvinnor. Ett sådant problem löstes lätt, men det tog tid. Och ursäkten "brist på badrum" var symboliskt för en djupare fördomar mot kvinnor inom vetenskapen.

Dr. Rubin förfalskade i alla fall och fick äntligen tillstånd att observera på Palomar 1965, den första kvinnan tillåtet att göra det. Hon började arbeta vid Carnegie Institution vid Washingtons Department of Terrestrial Magnetism, med fokus på galaktisk och extragalaktisk dynamik. De fokuserar på galaxernas rörelser både enskilt och i kluster. Särskilt studerade Dr. Rubin rotationsgraden för galaxer och materialet i dem.

Hon upptäckte ett förbryllande problem direkt: att den förutsagda rörelsen för galaxrotation inte alltid matchade den observerade rotationen. Problemet är ganska enkelt att förstå. Galaxer roterar tillräckligt snabbt för att de skulle flyga isär om den kombinerade gravitationseffekten av alla deras stjärnor var det enda som höll dem ihop. Så varför kom de inte isär? Rubin och andra beslutade att det fanns någon form av osynlig massa i eller runt galaxen som hjälper till att hålla den samman. 

Skillnaden mellan de förutsagda och observerade galaxrotationsgraden kallades "galaxrotationsproblemet". Baserat på observationerna som Dr. Rubin och hennes kollega Kent Ford gjorde (och de gjorde hundratals av dem) visade det sig att galaxer måste ha minst tio gånger så mycket "osynlig" massa som de gör synlig massa i sina stjärnor och nebulae. Hennes beräkningar ledde till utvecklingen av en teori om något som kallas "mörk materia". Det visar sig att denna mörka materia påverkar galaxrörelserna som kan mätas. 

Dark Matter: En idé vars tid äntligen kom

Idén om mörk materia var inte strikt Vera Rubins uppfinning. 1933 föreslog den schweiziska astronomen Fritz Zwicky förekomsten av något som påverkade galaxrörelserna. Precis som vissa forskare lurade på Dr. Rubins tidiga studier av galaxdynamiken, ignorerade Zwickys kamrater i allmänhet hans förutsägelser och observationer. När Dr. Rubin började sina studier av galaxens rotationshastigheter i början av 1970-talet, visste hon att hon var tvungen att ge avgörande bevis för skillnaderna i rotationshastigheten. Det var därför hon gjorde så många observationer. Det var viktigt att ha avgörande data. Så småningom hittade hon starka bevis för att "saker" som Zwicky misstänkt men aldrig bevisat. Hennes omfattande arbete under de följande decennierna ledde så småningom till bekräftelsen av att mörk materia finns.

Ett hedrat liv

Dr Vera Rubin tillbringade mycket av sitt liv på att arbeta med problemet med mörk materia, men hon var också välkänd för sitt arbete för att göra astronomi mer tillgängligt för kvinnor. Hon arbetade outtröttligt för att få fler kvinnor till vetenskaperna och för att erkänna deras viktiga arbete. I synnerhet uppmanade hon National Academy of Sciences att välja mer förtjänande kvinnor till medlemskap. Hon lärde många kvinnor inom vetenskapen och var förespråkare för stark STEM-utbildning.

För sitt arbete tilldelades Rubin ett antal prestigefyllda utmärkelser och utmärkelser, inklusive guldmedaljen från Royal Astronomical Society (den tidigare kvinnliga mottagaren var Caroline Herschel 1828). Minor planet 5726 Rubin heter till hennes ära. Många känner att hon förtjänade Nobelpriset i fysik för sina prestationer, men kommittén snubbade så småningom henne och hennes prestationer. 

Privatliv

Dr. Rubin gifte sig med Robert Rubin, också en vetenskapsman, 1948. De hade fyra barn, som alla så småningom blev forskare. Robert Rubin dog 2008. Vera Cooper Rubin förblev aktiv i forskning fram till sin död den 25 december 2016. 

In memoriam

Under dagarna efter Dr. Rubins död, gjorde många som kände henne, eller som arbetade med henne eller mentorerades av henne, offentliga kommentarer om att hennes arbete lyckades belysa en del av universum. Det är en del av kosmos som, tills hon gjorde sina observationer och följde sina kärr, var helt okänd. Idag fortsätter astronomer att studera mörk materia i ett försök att förstå dess fördelning över hela universum, liksom dess smink och den roll det har spelat i det tidiga universum. Allt tack till Dr Vera Rubins arbete.

Snabbfakta om Vera Rubin

• Född: 23 juli 1928,
• Död: 25 december 2016
• Gift: Robert Rubin 1948; fyra barn. 
• Utbildning: astrofysik Ph.D. Georgetown University
• Berömd för: mätningar av galaxrotationen som ledde till upptäckten och verifieringen av mörk materia. 
• Medlem av National Academy of Sciences, vinnare av flera priser för sin forskning och mottagare av hedersdoktorer från Harvard, Yale, Smith College och Grinnell College samt Princeton.