The Life and Times van Dr. Vera Cooper Rubin Astronomy Pioneer

 We hebben allemaal gehoord van donkere materie - dat rare, "onzichtbare" spul dat ongeveer een kwart van de massa in het universum uitmaakt. Astronomen weten niet precies wat het is, maar ze hebben de effecten ervan op gewone materie en op licht gemeten terwijl het door een "conglomeratie" van donkere materie gaat. Dat we überhaupt weten, is grotendeels te danken aan de inspanningen van een vrouw die veel van haar carrière heeft gewijd aan het vinden van een antwoord op een raadselachtige vraag: waarom draaien sterrenstelsels niet de snelheid die we van ze verwachten? Die vrouw was Dr. Vera Cooper Rubin.

Vroege leven

Dr. Vera Cooper Rubin werd geboren op 23 juli 1928 in Philip en Rose Appelbaum Cooper. Ze bracht haar vroege jeugd door in Philadelphia, PA en verhuisde naar Washington, D.C. toen ze tien was. Als kind werd ze geïnspireerd door astronoom Maria Mitchell en besloot ze ook astronomie te studeren. Ze kwam op het onderwerp in een tijd dat van vrouwen gewoon niet werd verwacht dat ze astronomie 'deden'. Ze studeerde het aan het Vassar College en meldde zich vervolgens aan om Princeton bij te wonen om haar opleiding voort te zetten. Destijds waren vrouwen niet toegestaan ​​in het Princeton-programma. (Dat veranderde in 1975 toen vrouwen voor het eerst werden opgenomen). Die tegenslag hield haar niet tegen; ze solliciteerde naar en werd aangenomen aan de Cornell University voor haar master. Ze deed haar Ph.D. studies aan de universiteit van Georgetown, bezig met melkwegbewegingen die worden begeleid door natuurkundige George Gamow, en studeerde af in 1954. Haar proefschrift suggereerde dat sterrenstelsels in clusters samenklonteren. Het was destijds geen algemeen aanvaard idee, maar ze was haar tijd ver vooruit. Vandaag weten we dat clusters van sterrenstelsels zeer zeker Doen bestaan

Het volgen van de bewegingen van sterrenstelsels leidt tot donkere materie

Na het afronden van haar afstudeerwerk, heeft Dr. Rubin een gezin grootgebracht en de bewegingen van sterrenstelsels verder bestudeerd. Seksisme belemmerde een deel van haar werk, net als het 'controversiële' onderwerp dat ze nastreefde: melkwegbewegingen. Ze ging door met het bestrijden van een aantal heel duidelijke barrières voor haar werk. Door een groot deel van haar vroege carrière werd ze bijvoorbeeld vanwege haar geslacht verhinderd om het Palomar Observatorium (een van 's werelds toonaangevende faciliteiten voor het observeren van astronomie) te gebruiken. Een van de argumenten om haar buiten te houden, was dat het observatorium niet de juiste badkamer voor vrouwen had. Een dergelijk probleem was gemakkelijk op te lossen, maar het kostte tijd. En het excuus "gebrek aan badkamers" was symbolisch voor een dieper vooroordeel tegen vrouwen in de wetenschap.

Dr. Rubin ging toch vooruit en kreeg uiteindelijk toestemming om in 1965 in Palomar te observeren, de eerste vrouw die dat mocht doen. Ze begon te werken bij het Carnegie Institution of Washington's Department of Terrestrial Magnetism, gericht op galactische en extragalactische dynamiek. Die richten zich op de bewegingen van sterrenstelsels zowel afzonderlijk als in clusters. In het bijzonder onderzocht Dr. Rubin de rotatiesnelheden van sterrenstelsels en het materiaal daarin.

Ze ontdekte meteen een raadselachtig probleem: dat de voorspelde beweging van melkwegrotatie niet altijd overeenkwam met de waargenomen rotatie. Het probleem is vrij eenvoudig te begrijpen. Sterrenstelsels roteren snel genoeg zodat ze uit elkaar zouden vliegen als het gecombineerde zwaartekrachteffect van al hun sterren het enige was dat ze bij elkaar hield. Waarom kwamen ze niet uit elkaar? Rubin en anderen besloten dat er een soort van ongeziene massa in of rond de melkweg was die hem bijeenhield. 

Het verschil tussen de voorspelde en waargenomen rotatiesnelheid van de melkweg werd het "rotatieprobleem van de melkweg" genoemd. Op basis van de observaties die Dr. Rubin en haar collega Kent Ford deden (en ze maakten er honderden van), bleek dat sterrenstelsels minstens tien keer zoveel "onzichtbare" massa moeten hebben als ze zichtbare massa in hun sterren en nevels. Haar berekeningen leidden tot de ontwikkeling van een theorie van iets dat "donkere materie" wordt genoemd. Het blijkt dat deze donkere materie een invloed heeft op de melkwegbewegingen die kunnen worden gemeten. 

Dark Matter: een idee waarvan de tijd eindelijk is uitgekomen

Het idee van donkere materie was niet strikt de uitvinding van Vera Rubin. In 1933 stelde de Zwitserse astronoom Fritz Zwicky het bestaan ​​voor van iets dat melkwegbewegingen beïnvloedde. Net zoals sommige wetenschappers spotten met de vroege studies van Dr. Rubin naar de dynamiek van de melkweg, negeerden de collega's van Zwicky zijn voorspellingen en observaties over het algemeen. Toen Dr. Rubin begin jaren zeventig begon met haar studies van rotatiesnelheden van de melkweg, wist ze dat ze overtuigend bewijs moest leveren voor de verschillen in rotatiesnelheid. Daarom deed ze zoveel observaties. Het was belangrijk om over definitieve gegevens te beschikken. Uiteindelijk vond ze sterk bewijs voor dat "spul" dat Zwicky vermoedde maar nooit bewees. Haar uitgebreide werk in de volgende decennia leidde uiteindelijk tot de bevestiging dat er donkere materie bestaat.

Een geëerd leven

Dr. Vera Rubin besteedde een groot deel van haar leven aan het probleem van de donkere materie, maar ze stond ook bekend om haar werk om astronomie toegankelijker te maken voor vrouwen. Ze werkte onvermoeibaar om meer vrouwen naar de wetenschap te brengen en voor erkenning van hun belangrijke werk. In het bijzonder drong zij er bij de Nationale Academie van Wetenschappen op aan meer verdienstelijke vrouwen voor het lidmaatschap te kiezen. Ze begeleidde veel vrouwen in de wetenschappen en was een voorstander van een sterke STEM-opleiding.

Voor haar werk ontving Rubin een aantal prestigieuze onderscheidingen en prijzen, waaronder de Gouden Medaille van de Royal Astronomical Society (de vorige vrouwelijke ontvanger was Caroline Herschel in 1828). Minor planet 5726 Rubin wordt ter ere van haar genoemd. Velen vinden dat ze de Nobelprijs voor de natuurkunde verdiende voor haar prestaties, maar de commissie heeft haar en haar prestaties uiteindelijk in de steek gelaten. 

Priveleven

Dr. Rubin huwde Robert Rubin, ook een wetenschapper, in 1948. Ze kregen vier kinderen, die uiteindelijk ook wetenschappers werden. Robert Rubin stierf in 2008. Vera Cooper Rubin bleef actief in onderzoek tot haar dood op 25 december 2016. 

In Memoriam

In de dagen na de dood van Dr. Rubin maakten velen die haar kenden, of die met haar werkten of door haar werden begeleid, openbare opmerkingen dat haar werk erin slaagde een deel van het universum te verlichten. Het is een stukje van de kosmos dat tot haar observaties en haar ingevingen volgde, volkomen onbekend was. Tegenwoordig blijven astronomen donkere materie bestuderen in een poging de verdeling ervan over het universum te begrijpen, evenals de samenstelling en de rol die het in het vroege universum heeft gespeeld. Allemaal dankzij het werk van Dr. Vera Rubin.

Snelle feiten over Vera Rubin

• Geboren: 23 juli 1928,
• Overleden: 25 december 2016
• Getrouwd: Robert Rubin in 1948; vier kinderen. 
• Opleiding: astrofysica Ph.D. Georgetown University
• Beroemd om: metingen van melkwegrotatie die hebben geleid tot de ontdekking en verificatie van donkere materie. 
• Lid van de National Academy of Sciences, winnaar van meerdere prijzen voor haar onderzoek, en ontvanger van eredoctoraten van Harvard, Yale, Smith College en Grinnell College, evenals Princeton.