The Life and Times of Dr. Vera Cooper Rubin: Astronomy Pioneer

 Abbiamo tutti sentito parlare della materia oscura – quella roba strana e “invisibile” che costituisce circa un quarto della massa nell’universo. Gli astronomi non sanno esattamente cosa sia, ma ne hanno misurato gli effetti sulla materia regolare e sulla luce mentre attraversa un “conglomerato” di materia oscura. Che ne sappiamo tutto è dovuto in gran parte agli sforzi di una donna che ha dedicato gran parte della sua carriera a trovare una risposta a una domanda sconcertante: perché le galassie non ruotano alla velocità che ci aspettiamo che facciano? Quella donna era la dottoressa Vera Cooper Rubin.

Primi anni di vita

La dottoressa Vera Cooper Rubin è nata il 23 luglio 1928 da Philip e Rose Appelbaum Cooper. Ha trascorso la sua prima infanzia a Philadelphia, PA e si è trasferita a Washington, DC quando aveva dieci anni. Da bambina, è stata ispirata dall’astronomo Maria Mitchell e ha deciso di studiare anche l’astronomia. Entrò nell’argomento in un momento in cui non ci si aspettava che le donne “facessero” astronomia. Ha studiato al Vassar College e poi ha fatto domanda per frequentare Princeton per migliorare la sua istruzione. A quel tempo, le donne non erano ammesse al programma di laurea di Princeton. (La situazione è cambiata nel 1975, quando le donne sono state ammesse per la prima volta). Quella battuta d’arresto non l’ha fermata; si è candidata ed è stata accettata alla Cornell University per il suo master. Ha fatto il suo dottorato di ricerca. ha studiato alla Georgetown University, lavorando sui moti delle galassie guidato dal fisico George Gamow, e si è laureata nel 1954. La sua tesi suggeriva che le galassie si raggruppassero in ammassi. All’epoca non era un’idea ben accettata, ma era molto in anticipo sui tempi. Oggi sappiamo che esistono sicuramente ammassi di galassie

Monitorare i movimenti delle galassie porta alla materia oscura

Dopo aver terminato il suo lavoro di laurea, la dottoressa Rubin ha cresciuto una famiglia e ha continuato a studiare i movimenti delle galassie. Il sessismo ha ostacolato alcuni dei suoi lavori, così come l’argomento “controverso” che ha perseguito: i movimenti delle galassie. Ha continuato a combattere alcune barriere molto evidenti al suo lavoro. Ad esempio, durante gran parte della sua carriera, le è stato impedito di utilizzare l’Osservatorio Palomar (una delle strutture di osservazione astronomica leader al mondo) a causa del suo sesso. Uno degli argomenti addotti per tenerla fuori era che l’osservatorio non aveva il bagno giusto per le donne. Un problema del genere è stato facilmente risolto, ma ci è voluto del tempo. E la scusa della “mancanza di bagni” era il simbolo di un pregiudizio più profondo contro le donne nella scienza.

La dottoressa Rubin andò comunque avanti e finalmente ottenne il permesso di osservare a Palomar nel 1965, la prima donna autorizzata a farlo. Ha iniziato a lavorare presso il Dipartimento di magnetismo terrestre della Carnegie Institution di Washington, concentrandosi sulle dinamiche galattiche ed extragalattiche. Quelli si concentrano sui movimenti delle galassie sia singolarmente che in ammassi. In particolare, il dottor Rubin ha studiato i tassi di rotazione delle galassie e il materiale in esse contenuto.

Ha scoperto subito un problema sconcertante: che il movimento previsto di rotazione della galassia non sempre corrispondeva alla rotazione osservata. Il problema è abbastanza semplice da capire. Le galassie ruotano abbastanza velocemente da volar via se l’effetto gravitazionale combinato di tutte le loro stelle fosse l’unica cosa che le tiene insieme. Allora, perché non si sono staccati? Rubin e altri decisero che c’era una sorta di massa invisibile dentro o intorno alla galassia che aiutava a tenerla insieme. 

La differenza tra la velocità di rotazione galattica prevista e quella osservata è stata soprannominata “problema di rotazione galattica”. Sulla base delle osservazioni fatte dal dottor Rubin e dal suo collega Kent Ford (e ne hanno fatte centinaia), si è scoperto che le galassie devono avere una massa “invisibile” almeno dieci volte superiore a quella visibile nelle loro stelle e nebulose. I suoi calcoli hanno portato allo sviluppo di una teoria di qualcosa chiamata “materia oscura”. Si scopre che questa materia oscura ha un effetto sui movimenti delle galassie che possono essere misurati. 

Materia oscura: un’idea il cui tempo è finalmente arrivato

L’idea della materia oscura non era propriamente un’invenzione di Vera Rubin. Nel 1933, l’astronomo svizzero Fritz Zwicky propose l’esistenza di qualcosa che influenzasse i movimenti delle galassie. Proprio come alcuni scienziati si facevano beffe dei primi studi del dottor Rubin sulla dinamica delle galassie, i colleghi di Zwicky generalmente ignoravano le sue previsioni e osservazioni. Quando la dottoressa Rubin iniziò i suoi studi sui tassi di rotazione delle galassie nei primi anni ‘1970, sapeva di dover fornire prove conclusive per le differenze di velocità di rotazione. Questo è il motivo per cui ha continuato a fare così tante osservazioni. Era importante disporre di dati conclusivi. Alla fine, ha trovato prove evidenti per quella “roba” che Zwicky aveva sospettato ma che non aveva mai dimostrato. Il suo vasto lavoro nei decenni successivi alla fine ha portato alla conferma dell’esistenza della materia oscura.

Una vita onorata

La dottoressa Vera Rubin ha trascorso gran parte della sua vita a lavorare sul problema della materia oscura, ma era anche famosa per il suo lavoro volto a rendere l’astronomia più accessibile alle donne. Ha lavorato instancabilmente per portare più donne nelle scienze e per il riconoscimento del loro importante lavoro. In particolare, ha esortato l’Accademia Nazionale delle Scienze a eleggere donne più meritevoli ad aderire. Ha fatto da mentore a molte donne nel campo delle scienze ed è stata una sostenitrice di una forte educazione STEM.

Per il suo lavoro, Rubin ricevette una serie di prestigiosi riconoscimenti e riconoscimenti, tra cui la medaglia d’oro della Royal Astronomical Society (la precedente donna destinataria era Caroline Herschel nel 1828). Il pianeta minore 5726 Rubin è chiamato in suo onore. Molti ritengono che lei meritasse il Premio Nobel per la fisica per i suoi successi, ma alla fine il comitato ha snobbato lei e i suoi successi. 

Personal Life

Il dottor Rubin sposò Robert Rubin, anche lui scienziato, nel 1948. Ebbero quattro figli, che alla fine divennero anche scienziati. Robert Rubin è morto nel 2008. Vera Cooper Rubin è rimasta attiva nella ricerca fino alla sua morte, avvenuta il 25 dicembre 2016. 

In Memoriam

Nei giorni successivi alla morte della dottoressa Rubin, molti che la conoscevano, o che lavoravano con lei o erano guidati da lei, commentavano pubblicamente che il suo lavoro era riuscito a illuminare una parte dell’universo. È un pezzo del cosmo che, fino a quando non ha fatto le sue osservazioni e ha seguito le sue intuizioni, era totalmente sconosciuto. Oggi gli astronomi continuano a studiare la materia oscura nel tentativo di comprendere la sua distribuzione nell’universo, così come la sua composizione e il ruolo che ha svolto nell’universo primordiale. Tutto grazie al lavoro della dottoressa Vera Rubin.

Qualche dato su Vera Rubin

  • Nato: 23 luglio 1928,
  • Morto: 25 dicembre 2016
  • Sposato: Robert Rubin nel 1948; quattro bambini. 
  • Formazione: dottorato in astrofisica Università di Georgetown
  • Famoso per: misurazioni della rotazione galattica che hanno portato alla scoperta e alla verifica della materia oscura. 
  • Membro della National Academy of Sciences, vincitrice di numerosi premi per la sua ricerca e destinataria di dottorati onorari di Harvard, Yale, Smith College e Grinnell College, oltre a Princeton.