Vera Rubin: Wstrzymała uprzedzenia, poruszyła galaktyki
W styczniu 2020 roku ogłoszono, że nowe amerykańskie obserwatorium astronomiczne, budowane na górze Cerro Pachón w Chile, będzie nosiło nazwę Vera C. Rubin Observatory. Po raz pierwszy Narodowemu Obserwatorium USA nadano nazwisko kobiety, zmarłej w grudniu 2016 roku wybitnej astronomki, która mimo przeszkód napotykanych w świecie naukowym ze względu na swą płeć osiągnęła znakomite wyniki.
Vera Rubin urodziła się 23 czerwca 1928 roku w Filadelfii. Jej ojciec Pesach Kobczewski pochodził z Wilna, a po emigracji do Stanów Zjednoczonych zmienił nazwisko na Philip Cooper i jako inżynier elektryk rozpoczął pracę w Bell Telephone Laboratory. Tam spotkał Rose Applebaum, której rodzice przybyli z Besarabii, i się z nią ożenił. Mieli dwie córki. Starsza, Ruth, wybrała karierę prawniczą, a młodsza, Vera, stała się sławną uczoną.
Cooperowie przenieśli się do Waszyngtonu w 1938 roku. Dziesięcioletnią Verę fascynował widok nocnego nieba, które godzinami oglądała z okna swej sypialni. Z pomocą ojca sporządziła nawet prymitywny teleskop, mocując proste soczewki w tubusie z linoleum. Już wtedy zdecydowała, że będzie zajmować się astronomią.
Po ukończeniu szkoły rozpoczęła naukę w Vassar College, wtedy jednej z niewielu uczelni, które przyjmowały na studia kobiety. W 1948 roku uzyskała stopień bakałarza (Bachelor of arts) i szukała możliwości dalszej edukacji. Zaczęła od Uniwersytetu Princeton, ale spotkała się z kategoryczną odmową, gdyż nie przyjmowano tam wtedy kobiet. W tym czasie poznała Roberta Rubina, który pracował nad doktoratem z fizyki w Cornell University. Młodzi wzięli ślub w 1948 roku, a uczelnia przyjęła Verę na studia. Po trzech latach Rubin uzyskała stopień magistra, analizując samodzielnie dane z obserwacji rozmieszczenia galaktyk. Referat z wynikami przedstawiła na zjeździe Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w końcu grudnia 1950 roku, mimo iż w końcowym okresie prac była w ciąży, a jej pierwszy syn, David, urodził się zaledwie miesiąc przed zjazdem, 28 listopada. Tak wspominała potem te sprawy:
Późną jesienią dziekan wydziału powiedział mi, że ponieważ spodziewam się dziecka, nie będę w stanie pojechać na Zjazd, więc moje wyniki przedstawi on, ale musi to zrobić pod swoim nazwiskiem, ponieważ ja nie jestem członkiem Towarzystwa. Byłam oburzona, bo przecież nie miał niczego wspólnego z moją pracą, toteż zaraz odpowiedziałam: „Przecież ja mogę się tam wybrać”. (...) Nie mieliśmy samochodu. Moi rodzice przyjechali z Waszyngtonu i zawieźli nas na Zjazd, prawie pięćset kilometrów po zaśnieżonych drogach. Mój ojciec mawiał potem, że podczas tej jazdy w śnieżycy ze swym pierwszym wnukiem postarzał się o dwadzieścia lat. (...) Nie znałam nikogo z uczestników Zjazdu. Weszłam na salę, w ciągu dziesięciu minut przedstawiłam moje wyniki i zaraz wyjechałam, musiałam przecież opiekować się niemowlakiem.
Vera Rubin miała szczęście, gdyż mogła słuchać wykładów sławnych fizyków – Hansa Bethego i Richarda Feynmana, którzy wtedy pracowali w Cornell University. W 1951 roku Robert Rubin uzyskał doktorat, a Vera stopień magistra i oboje przenieśli się do Waszyngtonu. Vera uzyskała możliwość studiów doktoranckich na Georgetown University. Trafiła znakomicie, gdyż jej opiekunem został George Gamow, świetny uczony o niezwykłej wyobraźni. Poznała go dzięki szczęśliwemu przypadkowi, ponieważ jej mąż pracował w National Bureau of Standards, gdzie dzielił pokój z Ralphem Alpherem, byłym doktorantem i współpracownikiem Gamowa. W 1954 roku Vera uzyskała doktorat.
Największe sukcesy naukowe Rubin osiągnęła po 1965 roku, gdy rozpoczęła pracę w Carnegie Institution w Waszyngtonie. Wspólnie z Kentem Fordem zaprojektowała ulepszony spektrograf, który służył do bardzo dokładnych pomiarów prędkości gwiazd w galaktykach. Musiała pokonywać rozmaite przeszkody. Kiedy jako pierwsza kobieta uzyskała możliwość obserwacji nieba przy użyciu wielkiego teleskopu na Mount Palomar, usłyszała, że nie może w budynku przebywać długo, gdyż jest tam tylko jedna toaleta, dla mężczyzn. Zezłoszczona Rubin wycięła z papieru sylwetkę kobiety w spódnicy i przykleiła na drzwiach toalety, mówiąc: Macie już toaletę dla kobiet.
Już pierwsze wyniki jej analiz, ogłoszone w 1970 roku, spotkały się ze zdumieniem i niedowierzaniem. Okazało się, że prędkości gwiazd w galaktykach w zależności od ich odległości od środka nie zgadzają się z tym, co wynika z prawa grawitacji Newtona, kiedy masy galaktyk oblicza się jako sumy składających się na nie gwiazd i mgławic. Albo więc prawo Newtona nie jest prawdziwe, albo galaktyki mają znacznie większą masę. Obecnie najczęściej przyjmuje się, że chodzi o hipotetyczną ciemną materię. Rubin nie lubiła tej hipotezy i opowiadała się raczej za jakąś modyfikacją teorii grawitacji.