Život a časy Dr. Vera Cooper Rubin: Priekopník astronómie

Dr. Vera Cooper Rubin v roku 1970, pracujúca na meraní rýchlosti rotácie galaxií. Vera Rubinová

Všetci sme o tom počuli temná hmota – tá čudná, „neviditeľná“ hmota, ktorá tvorí asi štvrtinu hmoty vo vesmíre . Astronómovia presne nevedia, čo to je, ale merali jeho účinky na bežnú hmotu a na svetlo, keď prechádza cez „konglomeráciu“ temnej hmoty. To, že o tom vôbec vieme, je z veľkej časti vďaka úsiliu ženy, ktorá veľkú časť svojej kariéry venovala hľadaniu odpovede na záhadnú otázku: prečo sa galaxie neotáčajú rýchlosťou, akú od nich očakávame? Tou ženou bola Dr. Vera Cooper Rubin.

Skorý život

Dr. Vera Cooper Rubin sa narodila 23. júla 1928 Philipovi a Rose Appelbaumovým Cooperovým. Svoje rané detstvo strávila vo Philadelphii, PA a keď mala desať rokov, presťahovala sa do Washingtonu, DC. Ako dieťa ju inšpirovala astronómka Maria Mitchell a rozhodla sa študovať aj astronómiu. Na túto tému prišla v čase, keď sa od žien jednoducho neočakávalo, že budú „robiť“ astronómiu. Študovala to na Vassar College a potom sa prihlásila na Princeton, aby si mohla ďalej študovať. V tom čase ženy nesmeli navštevovať postgraduálny program v Princetone. (To sa zmenilo v roku 1975, keď boli prvýkrát prijaté ženy). Tento neúspech ju nezastavil; prihlásila sa na Cornell University a bola prijatá na magisterské štúdium. Urobila si titul Ph.D. štúdium na Georgetownskej univerzite, práca na pohyboch galaxií pod vedením fyzika Georgea Gamowa a promovala v roku 1954. Jej práca naznačila, že galaxie zhluknuté do zhlukov . V tom čase to nebol dobre prijatý nápad, ale značne predbehla dobu. Dnes vieme, že zhluky galaxií sú celkom určite robiť existujú

Sledovanie pohybu galaxií vedie k temnej hmote

Po ukončení postgraduálnej práce Dr. Rubin založila rodinu a pokračovala v štúdiu pohybov galaxií. Sexizmus prekážal niektorým z jej prác, rovnako ako „kontroverzná“ téma, ktorej sa venovala: pohyby galaxií. Pokračovala v boji proti niektorým veľmi zjavným prekážkam jej práce. Počas veľkej časti svojej ranej kariéry jej napríklad bránili používať observatórium Palomar (jedno z popredných svetových zariadenia na pozorovanie astronómie ) kvôli jej pohlaviu. Jedným z argumentov, aby sa nedostala von, bolo, že hvezdáreň nemá tú správnu kúpeľňu pre ženy. Takýto problém sa dal ľahko vyriešiť, ale trvalo to. A ospravedlnenie „nedostatku kúpeľní“ bolo symbolom hlbších predsudkov voči ženám vo vede.

Dr. Rubin aj tak pokračoval vpred a nakoniec dostal povolenie na pozorovanie v Palomare v roku 1965, čo bola prvá žena, ktorá to mala povolené. Začala pracovať v Carnegie Institution of Washington's Department of Terrestrial Magnetism so zameraním na galaktickú a extragalaktickú dynamiku. Tie sa zameriavajú na pohyby galaxií jednotlivo aj v zhlukoch. Dr. Rubin študoval najmä rýchlosti rotácie galaxií a materiálu v nich.

Okamžite objavila záhadný problém: že predpovedaný pohyb rotácie galaxií sa nie vždy zhodoval s pozorovanou rotáciou. Problém je pomerne jednoduchý na pochopenie. Galaxie rotujú dostatočne rýchlo na to, aby sa rozleteli, ak by bol kombinovaný gravitačný efekt všetkých ich hviezd jedinou vecou, ​​ktorá ich drží pohromade. Tak prečo sa nerozišli? Rubin a ďalší sa rozhodli, že v galaxii alebo okolo nej je nejaký druh neviditeľnej hmoty, ktorá ju pomáha držať pohromade.

Rozdiel medzi predpovedanými a pozorovanými rýchlosťami rotácie galaxií bol nazvaný „problém rotácie galaxií“. Na základe pozorovaní, ktoré uskutočnili Dr. Rubin a jej kolega Kent Ford (a urobili ich stovky), sa ukázalo, že galaxie musia mať aspoň desaťkrát väčšiu „neviditeľnú“ hmotu ako viditeľnú hmotu ich hviezd. hmloviny. Jej výpočty viedli k vývoju teórie niečoho, čo sa nazýva „temná hmota“. Ukazuje sa, že toto temná hmota má vplyv na pohyb galaxií ktoré sa dajú merať.

Temná hmota: Nápad, ktorého čas konečne prišiel

Myšlienka temnej hmoty nebola striktne vynálezom Very Rubinovej. V roku 1933 švajčiarsky astronóm Fritz Zwicky navrhol existenciu niečoho, čo ovplyvnilo pohyby galaxií. Rovnako ako sa niektorí vedci posmievali raným štúdiám dynamiky galaxií Dr. Rubina, Zwickyho rovesníci vo všeobecnosti ignorovali jeho predpovede a pozorovania. Keď Dr. Rubin na začiatku 70. rokov začala so štúdiom rýchlosti rotácie galaxií, vedela, že musí poskytnúť presvedčivý dôkaz o rozdieloch v rýchlosti rotácie. Preto pokračovala v toľkých pozorovaniach. Dôležité bolo mať presvedčivé údaje. Nakoniec našla silné dôkazy pre tie „veci“, ktoré Zwicky tušil, ale nikdy to nedokázal. Jej rozsiahla práca počas nasledujúcich desaťročí nakoniec viedla k potvrdeniu existencie temnej hmoty.

Ctihodný život

Doktorka Vera Rubin strávila veľkú časť svojho života prácou na probléme temnej hmoty, no bola tiež známa svojou prácou na sprístupňovaní astronómie ženám. Neúnavne pracovala na tom, aby do vedy priviedla viac žien a aby uznala ich dôležitú prácu. Vyzvala najmä Národnú akadémiu vied, aby do členstva zvolila viac zaslúžilých žien. Bola mentorkou mnohých žien vo vede a bola zástankyňou silného vzdelávania v oblasti STEM.

Za svoju prácu bola Rubin ocenená radom prestížnych vyznamenaní a ocenení vrátane Zlatej medaily Kráľovskej astronomickej spoločnosti (predchádzajúcou ženou bola Caroline Herschel v roku 1828). Na jej počesť je pomenovaná malá planéta 5726 Rubin. Mnohí sa domnievajú, že si za svoje úspechy zaslúžila Nobelovu cenu za fyziku, no komisia ju a jej úspechy nakoniec odmietla.

Osobný život

Dr. Rubin sa oženil s Robertom Rubinom, tiež vedcom, v roku 1948. Narodili sa im štyri deti, z ktorých sa nakoniec tiež stali vedci. Robert Rubin zomrel v roku 2008. Vera Cooper Rubin zostala aktívna vo výskume až do svojej smrti 25. decembra 2016.

In Pamätník

V dňoch po smrti Dr. Rubinovej mnohí, ktorí ju poznali, pracovali s ňou alebo boli jej mentormi, verejne komentovali, že jej prácou sa podarilo osvetliť časť vesmíru. Je to kúsok vesmíru, ktorý, kým neurobila svoje pozorovania a nenasledovala svoje tušenia, bol úplne neznámy. Dnes astronómovia pokračujú v štúdiu temnej hmoty v snahe pochopiť jej distribúciu vo vesmíre, ako aj jej zloženie a úlohu, ktorú hrala v ranom vesmíre. To všetko vďaka práci Dr. Vera Rubin.

Rýchle fakty o Vere Rubinovej

• Narodený: 23. júla 1928.
• Zomrel: 25. decembra 2016
• Vydatá: Robert Rubin v roku 1948; štyri deti.
• Vzdelanie: astrofyzika Ph.D. Univerzita v Georgetowne
• Známy pre: merania rotácie galaxií, ktoré viedli k objavu a overeniu temnej hmoty.
• Členka Národnej akadémie vied, víťazka viacerých ocenení za výskum a držiteľka čestných doktorátov z Harvardu, Yale, Smith College a Grinnell College, ako aj z Princetonu.