Das Leben und die Zeiten von Dr. Vera Cooper Rubin Astronomy Pioneer

 Wir haben alle von dunkler Materie gehört - diesem seltsamen, "unsichtbaren" Zeug, das ungefähr ein Viertel der Masse im Universum ausmacht. Astronomen wissen nicht genau, was es ist, aber sie haben ihre Auswirkungen auf reguläre Materie und auf Licht gemessen, während es durch ein "Konglomerat" dunkler Materie geht. Dass wir überhaupt davon wissen, ist größtenteils den Bemühungen einer Frau zu verdanken, die einen Großteil ihrer Karriere darauf verwendet hat, eine Antwort auf die rätselhafte Frage zu finden: Warum drehen Galaxien nicht die Geschwindigkeit, die wir von ihnen erwarten? Diese Frau war Dr. Vera Cooper Rubin.

Frühen Lebensjahren

Dr. Vera Cooper Rubin wurde am 23. Juli 1928 als Sohn von Philip und Rose Appelbaum Cooper geboren. Sie verbrachte ihre frühe Kindheit in Philadelphia, PA und zog mit zehn Jahren nach Washington, DC. Als Kind ließ sie sich von der Astronomin Maria Mitchell inspirieren und beschloss, auch Astronomie zu studieren. Sie kam zu einer Zeit auf das Thema, als von Frauen einfach nicht erwartet wurde, dass sie Astronomie betreiben. Sie studierte es am Vassar College und bewarb sich dann bei Princeton, um sich weiterzubilden. Zu diesem Zeitpunkt waren Frauen im Princeton Graduiertenprogramm nicht zugelassen. (Das änderte sich 1975, als Frauen zum ersten Mal aufgenommen wurden). Dieser Rückschlag hielt sie nicht auf; Sie bewarb sich an der Cornell University und wurde für ihren Masterabschluss zugelassen. Sie hat ihren Ph.D. studierte an der Georgetown University und arbeitete an Galaxienbewegungen, die von dem Physiker George Gamow betreut wurden. Der Abschluss erfolgte 1954. Ihre These deutete darauf hin, dass sich Galaxien zu Clustern zusammenballten. Zu dieser Zeit war es keine akzeptierte Idee, aber sie war ihrer Zeit weit voraus. Heute wissen wir mit Sicherheit, dass Galaxienhaufen tun existieren

Das Verfolgen der Bewegungen von Galaxien führt zu Dunkler Materie

Nach Abschluss ihres Studiums gründete Dr. Rubin eine Familie und beschäftigte sich weiterhin mit den Bewegungen von Galaxien. Sexismus behinderte einige ihrer Arbeiten, ebenso wie das "kontroverse" Thema, das sie verfolgte: Galaxienbewegungen. Sie kämpfte weiterhin gegen einige sehr offensichtliche Hindernisse für ihre Arbeit. Zum Beispiel wurde sie während ihrer frühen Karriere aufgrund ihres Geschlechts von der Nutzung des Palomar-Observatoriums (eines der weltweit führenden astronomischen Observatorien) abgehalten. Eines der Argumente, die sie davon abhalten sollten, war, dass das Observatorium nicht das richtige Badezimmer für Frauen hatte. Ein solches Problem war leicht zu lösen, aber es dauerte einige Zeit. Und die Entschuldigung, dass es an Badezimmern mangele, war ein Symbol für ein tieferes Vorurteil gegen Frauen in der Wissenschaft.

Dr. Rubin machte trotzdem Fortschritte und erhielt schließlich 1965 die Erlaubnis, bei Palomar zu beobachten, die erste Frau, die dies durfte. Sie begann an der Carnegie Institution der Abteilung für Erdmagnetismus in Washington zu arbeiten und konzentrierte sich auf galaktische und extragalaktische Dynamik. Diese konzentrieren sich sowohl einzeln als auch in Gruppen auf die Bewegungen von Galaxien. Insbesondere untersuchte Dr. Rubin die Rotationsraten von Galaxien und das Material in ihnen.

Sie entdeckte sofort ein rätselhaftes Problem: Die vorhergesagte Bewegung der Galaxienrotation stimmte nicht immer mit der beobachteten Rotation überein. Das Problem ist ziemlich einfach zu verstehen. Galaxien drehen sich so schnell, dass sie auseinander fliegen würden, wenn nur die kombinierte Gravitationswirkung aller ihrer Sterne sie zusammenhalten würde. Warum haben sie sich nicht getrennt? Rubin und andere entschieden, dass es eine Art unsichtbare Masse in oder um die Galaxie gab, die dabei half, sie zusammenzuhalten. 

Der Unterschied zwischen den vorhergesagten und beobachteten Galaxienrotationsraten wurde als "Galaxienrotationsproblem" bezeichnet. Basierend auf den Beobachtungen, die Dr. Rubin und ihr Kollege Kent Ford gemacht haben (und sie haben Hunderte von ihnen gemacht), stellte sich heraus, dass Galaxien mindestens zehnmal so viel "unsichtbare" Masse haben müssen wie sichtbare Masse in ihren Sternen und Nebel. Ihre Berechnungen führten zur Entwicklung einer Theorie, die sich "Dunkle Materie" nennt. Es stellt sich heraus, dass diese dunkle Materie einen Einfluss auf die Galaxienbewegungen hat, die gemessen werden können. 

Dunkle Materie: Eine Idee, deren Zeit endlich gekommen ist

Die Idee der dunklen Materie war nicht ausschließlich Vera Rubins Erfindung. 1933 schlug der Schweizer Astronom Fritz Zwicky die Existenz von etwas vor, das die Bewegungen der Galaxien beeinflusste. So wie sich einige Wissenschaftler über Dr. Rubins frühe Studien zur Dynamik der Galaxien lustig machten, ignorierten Zwickys Kollegen im Allgemeinen seine Vorhersagen und Beobachtungen. Als Dr. Rubin in den frühen 1970er Jahren mit ihren Studien zu Galaxienrotationsraten begann, wusste sie, dass sie schlüssige Beweise für die Rotationsratenunterschiede liefern musste. Deshalb machte sie so viele Beobachtungen. Es war wichtig, schlüssige Daten zu haben. Schließlich fand sie starke Beweise für das "Zeug", das Zwicky vermutet, aber nie bewiesen hatte. Ihre umfangreiche Arbeit in den folgenden Jahrzehnten führte schließlich zur Bestätigung, dass dunkle Materie existiert.

Ein geehrtes Leben

Dr. Vera Rubin verbrachte einen Großteil ihres Lebens damit, sich mit dem Problem der Dunklen Materie zu befassen. Bekannt war sie jedoch auch für ihre Arbeit, die Astronomie für Frauen zugänglicher zu machen. Sie arbeitete unermüdlich daran, mehr Frauen in die Wissenschaften zu holen und ihre wichtige Arbeit anzuerkennen. Insbesondere forderte sie die Nationale Akademie der Wissenschaften auf, mehr verdiente Frauen zur Mitgliedschaft zu wählen. Sie betreute viele Frauen in den Naturwissenschaften und setzte sich für eine starke MINT-Ausbildung ein.

Rubin wurde für ihre Arbeit mit einer Reihe von renommierten Ehrungen und Preisen ausgezeichnet, darunter die Goldmedaille der Royal Astronomical Society (die frühere weibliche Preisträgerin war Caroline Herschel im Jahr 1828). Kleinplanet 5726 Rubin ist ihr zu Ehren benannt. Viele glauben, dass sie den Nobelpreis für Physik für ihre Leistungen verdient hat, aber das Komitee hat sie und ihre Leistungen schließlich beschimpft. 

Persönliches Leben

Dr. Rubin heiratete 1948 den ebenfalls Wissenschaftler Robert Rubin. Sie hatten vier Kinder, die alle später auch Wissenschaftler wurden. Robert Rubin starb im Jahr 2008. Vera Cooper Rubin blieb bis zu ihrem Tod am 25. Dezember 2016 in der Forschung aktiv. 

In Memoriam

In den Tagen nach Dr. Rubins Tod machten viele, die sie kannten oder mit ihr zusammenarbeiteten oder von ihr betreut wurden, öffentliche Kommentare, dass es ihrer Arbeit gelang, einen Teil des Universums zu erleuchten. Es ist ein Stück des Kosmos, das bis zu ihrer Beobachtung und Verfolgung völlig unbekannt war. Noch heute untersuchen Astronomen die Dunkle Materie, um ihre Verteilung im gesamten Universum sowie ihre Zusammensetzung und die Rolle zu verstehen, die sie im frühen Universum gespielt hat. Alles dank der Arbeit von Dr. Vera Rubin.

Schnelle Fakten über Vera Rubin

• Geboren: 23. Juli 1928,
• Gestorben: 25. Dezember 2016
• Verheiratet: Robert Rubin 1948; vier Kinder. 
• Ausbildung: Astrophysik Ph.D. Georgetown Universität
• Bekannt für: Messungen der Galaxienrotation, die zur Entdeckung und Verifikation der Dunklen Materie führten. 
• Mitglied der National Academy of Sciences, mehrfach ausgezeichnet für ihre Forschung und Ehrendoktorwürde von Harvard, Yale, Smith College, Grinnell College und Princeton.