Objavljeno

Vera Rubin – Od blještavih galaksija do tamne tvari

U spiralnoj galaksiji, omjer tamne naprama vidljivoj tvari je deseterostruk. To je i dobar omjer našeg neznanja prema našem znanju – nismo više u vrtiću, ali smo tek u trećem razredu.“           

Jedno od najvažnijih kozmoloških otkrića 20. stoljeća, nepravedno previđeno za Nobelovu nagradu, napravila je astronomkinja Vera Rubin kada je mjerenjem rotacije udaljenih galaksija začela jednu od najmisterioznijih teorija moderne fizike – teoriju tamne tvari.

Iako se astronomija diči svojom posebnom povijesnom inkluzijom žena, Rubinina priča neumorne, ali usamljene borbe univerzalna je među ženama u znanosti diljem svijeta, čak i u novom stoljeću. Njena je priča započela 1928. u Philadelphiji, gdje je rođena u obitelji litvansko-moldavskog podrijetla. Kako to inače biva, za njenu su znanstvenu predispoziciju zaslužni roditelji, pokazavši joj čari amaterske astronomije. Već u srednjoj školi, Rubin je znala da se želi baviti astronomijom, osobito inspirirana slikom Marie Mitchell, prve američke astronomkinje, koju je vidjela u dječjoj slikovnici. Sama Rubin se prisjeća:

„Znala sam da je ona predavala na Vassaru, tako da sam znala da postoji škola gdje bi žene mogle učiti astronomiju… Nije mi ni u jednom trenutku palo na pamet da ja ne mogu biti astronomkinja.“

Zaista, svojim je trudom Rubin osvojila prestižnu školarinu za ženski koledž Vassar. Međutim, već u najranijim koracima, spoticat će se o žalosnu realnost onodobnog akademskog društva. Tadašnji srednjoškolski profesor fizike na dobre vijesti o njenoj školarini odgovorio je s upozorenjem: „Dokle god se držiš podalje od znanosti, proći ćeš dobro.“

„Potrebna je ogromna količina samopouzdanja za slušanje ovakvih stvari bez da te shrvaju“, kaže Rubin. „Umjesto da podučavate mlade djevojke fiziku, trebali biste ih podučavati da mogu naučiti sve što požele.“

Godine 1948., Rubin je jedina u svojoj godini diplomirala astronomiju. U potrazi za diplomskim studijem, slala je molbe Princetonu i Harvardu. Prvi od dvaju prestižnih fakulteta odgovorio joj je da ne prima žene (praksa koju će zadržati čak do 1975. godine), a s drugog fakulteta primila je potvrdno pismo. Međutim, Rubin se u međuvremenu udala te je odbila ponudu i upisala studij na Cornellu.

„Proklete žene“, odgovorio joj je direktor harvardskog opservatorija na kraju formalnog pisma. „Kad god pronađem neku dobru, ona ode i vjenča se.“

Ne dajući se obeshrabriti, Rubin je nastavila edukaciju na Cornellu pod vrhunskom katedrom profesora, uključujući i nobelovca Richarda Feynmana i Hansa Bethea. Njen diplomski rad preispitao je postavke teorije velikog praska, služeći se mjerenjima koja su pokazivala indikaciju da se galaksije gibaju u nakupinama oko više središta. Tezu je obranila u 10 minuta, nakon pješačenja kroz snijeg tik nakon poroda djeteta – pravi testament sizifovskog truda koji se zahtijevao od žena u znanosti.

Kontroverzna tema njenog rada privukla je pažnju Georgea Gamowa, znanstvenika koji će joj postati mentor na doktorskoj tezi. Iako je i njegova pomoć Rubininoj karijeri bila samo posrednička (naime, Rubin nije smjela pohađati njegova predavanja u Georgetownu jer je „suprugama“ ulaz zabranjen), zajedno su napisali rad o raspodjeli galaksija u svemiru. Ona nije jednolika u prostoru, već galaksije čine nakupine zvane klastere, o čemu će ostatak znanstvene zajednice istraživati tek 20 godina kasnije. Rubin je opet ostala podcijenjena i neshvaćena.

Rubin se nastavila uspinjati te je tijekom 11 godina rada u Georgetownu s vanjskog suradnika prešla na titulu profesorskog asistenta. Ubrzo je ušla u povijest, kada je 1965. legalno postala prva žena koja je promatrala Palomarovim teleskopom na Caltechu. Tada se zaposlila i na Odsjeku zemaljskog magnetizma na Carnegiejevom institutu u Washingtonu, gdje radi i danas. Tamo će napraviti svoje najveće doprinose znanosti.

„Za mene, astronomija je iznimno zabavna. Radost je ustati se svako jutro i doći na posao. Na neki način, kontroverza [oko mog rada] stvarno je upropastila zabavu“, Rubin priča o tom razdoblju. „Ljudi su zbilja bili jako okrutni. Možda se čovjek na to nauči, ali nisam sigurna da je moguće. […] Odlučila sam odabrati neki problem i napredovati – po mogućnosti problem koji bi ljude interesirao, ali ne toliko da bi me ometali.“

Taj je problem pronašla u teoriji tamne tvari; konceptu koji je u to doba bio tek na pomolu, a koji tvrdi da vidljiva materija u svemiru čini samo malen dio ukupnog sadržaja svemira. Posebna vrsta materije koju ne vidimo direktno, a koja ima indirektni utjecaj na objekte zvana je tamnom tvari. Malo koji fizičar imao je bilo kakvog interesa u tu teoriju dok Rubin nije uspjela pronaći prve eksperimentalne dokaze da bi takva naizgled nemoguća i neshvatljiva ideja mogla imati temelj u stvarnosti!

Da bismo razumjeli Rubinin argument, proučimo prvo nešto poznato – Sunčev sustav. Kao posljedica toga što je gotovo sva masa našeg sustava sadržana u Suncu, to jest u središtu, iz Keplerovih zakona znamo da planeti bliže Suncu rotiraju brže, a planeti dalje od Sunca rotiraju sporije.

Budući da spiralne galaksije na prvi pogled izgledaju ‘slično’ Sunčevom sustavu (vidimo centralno zadebljanje i ogromni broj zvijezda i maglica koje oko njega kruže), pretpostavili bismo da isto vrijedi i za galaksije. Rubin je stoga 1975. mapirala rotaciju svih vidljivih zvijezda u nekoliko bliskih galaksija, ne bi li provjerila usporavaju li njihove orbite što su dalje od galaktičkog središta. Takvo ponašanje, analogno Sunčevom sustavu, prikazano je na lijevoj strani iduće animacije. Ono što je Vera Rubin zapravo izmjerila nalazi se na desnoj strani – u galaksijama sve zvijezde kruže istom brzinom, bez obzira nalaze li se bliže ili dalje od središta.

Što to znači? To znači da se većina mase galaksije ne nalazi u njenom središtu, nego raste udaljavanjem od središta. Ali kako je to moguće, ako vidimo zadebljanje i najveći broj zvijezda u središtu? Najbolji je odgovor da postoji ogromna količina materije koju ne vidimo unutar i oko galaksije, koja joj povećava masu. Rubin je stekla slavu objavom rezultata 1980. godine i potaknula procvat kozmološke teorije tamne tvari, koja nam danas nudi ključ za razumijevanje svemira i vlastitog postojanja.

Ovakav rezultat, koji zahtijeva povjerenje u nevidljivo, lijepa je demonstracija znanstvenog duha; razumjeti prirodnu pojavu važnije je nego dobiti rezultat koji nam se dopada. Rubin je to lijepo sažela:

„Još uvijek napipavamo istinu. Zato se ne brinem previše oko detalja koji ne odgovaraju, jer oni za mene pripadaju u domenu stvari koje još trebamo naučiti. […] Znanost se sastoji od konstantnog poboljšavanja onoga što je bilo prihvatljivo u povijesti.“

Rubin danas drži četiri počasna doktorata, a uz to, jedna je od dvije žene u povijesti koje su primile Zlatnu medalju Londonskog kraljevskog astronomskog društva. Po njoj je imenovan asteroid, a objavila je i knjigu za široku publiku, čiji smo naslov parafrazirali u ovom tekstu – „Svijetle galaksije, tamna tvar“.

            Uz astronomiju, Rubin je i sila u borbi za priznanje žena u znanosti. Zalaže se za veći broj žena u Nacionalnoj akademiji, na recenzentskim panelima i u akademskim krugovima. Otvoreno je govorila o predrasudama recenzenata prema ženama autoricama. Nezadovoljna je brojem žena na vidljivim pozicijama te tvrdi da joj je to najtužniji dio života. Kaže:

„Prije trideset godina, mislila sam da je sve moguće.“

            Po njoj, najveći problem slabe reprezentacije žena u znanosti upravo su rodne uloge koje i danas obeshrabruju mlade žene, o čemu priča na primjerima svoje unuke i kćeri. Sva Rubinina djeca (tri sina i kći) cijenjeni su doktori/ce znanosti – kći ju je čak slijedila astronomskim stopama. Kad se vratila sa sastanka iz Japana, požalila se majci kako je tamo bila jedina žena.

„Jako dugo nisam mogla ispričati tu priču bez da se rasplačem,“ rekla je Rubin, „jer u jednoj generaciji između mene i nje, nije se mnogo promijenilo. Neke stvari su bolje, ali ne dovoljno stvari.“

Zaista, u generaciji između Rubin i njene kćeri, otkrili smo kozmičko mikrovalno zračenje, dekodirali strukturu DNA i izumili lasere, a ipak nismo znatno poboljšali rodnu reprezentaciju. Razočaravajuće je da znanost napreduje mnogo brže nego kulturalne norme do kojih drži.

Međutim, Vera Rubin inspirativan je primjer promjene – mentorica je brojnim mladim znanstvenicama i znanstvenicima.

„Dobro je poznato,“ kaže, „da sam dostupna dvadeset i četiri sata na dan ženama u astronomiji.“

            „Zavirili smo u novi svijet i vidjeli smo da je misteriozniji i kompleksniji no što smo zamišljali. Još mnogo misterija u svemiru ostaje skriveno. Njihovo otkriće čeka pustolovne znanstvenike u budućnosti. Drago mi je što je tako.

Sretan 88. rođendan, Vera Rubin! 

Povezano