No se puede hablar de la materia oscura sin hablar de Vera Rubin. Su pasión fue la que nos llevó a descubrir una de las piezas necesarias para explicar el universo que podemos observar a nuestro alrededor…

Los primeros años de Vera Rubin

Vera Rubin

Vera Rubin en 1970.
Crédito: Carnegie Institution of Washington

Vera Rubin nació en Filadelfia el 23 de julio de 1928. Hija de padres judíos inmigrantes y la más pequeña de dos hermanas. Su padre, Philip Cooper, había nacido en Vilnius, Lituania. Aunque he estado indagando, de su madre no he logrado encontrar información. La pasión de Vera por el firmamento comenzó muy pronto. En 1938, su familia se mudó a Washington. En su nuevo hogar, su habitación tenía una ventana (orientada hacia el norte) desde la que, cada noche, podía observar el movimiento de las estrellas a medida que pasaban las horas.

Solo cuatro años después, construyó su propio (y rudimentario) telescopio con la ayuda de su padre. También comenzó a asistir a reuniones para astrónomos aficionados. Sus padres la apoyaban, pero lo cierto es que su camino no fue fácil. Por algo se la considera pionera. De hecho, otras personas le mostraron mucho menos apoyo para perseguir sus sueños en la astronomía. Su profesor de física en el instituto le dijo que se alejase de la ciencia.

Un oficial de admisión, también, le sugirió que se dedicase al arte astronómico. Sin embargo, ella lo tenía claro. Siguió los pasos de Maria Mitchell, la primera astrónoma profesional en Estados Unidos. Estudió en el Instituto Vassar, como ella, en Poughkeepsie, Nueva York. Allí conoció a Bob Rubin, un estudiante de la universidad de Cornell. Tras la graduación de Vera, ambos se casaron.

La Universidad de Cornell

George Gamow
Crédito: Totally History

Después, se fue a estudiar a la Universidad de Cornell. Aunque, en realidad, su sueño era estudiar en la universidad de Princeton. No pudo hacerlo porque la universidad, en aquel momento, no aceptaba mujeres en su programa de astrofísica. Mientras tanto, su esposo terminó su doctorado, también en Cornell. Posteriormente, ambos se trasladaron a Maryland, donde Bob Rubin había conseguido un trabajo en el Laboratorio de Físicas Aplicadas.

Allí, Vera tropezó con George Gamow de manera completamente fortuita. Era un físico reconocido. Había descubierto que el máster de Vera estaba centrado en las galaxias, y solicitó charlar con la mujer. Todo aquello provocó que ella pudiese terminar su trabajo de doctorado en la universidad de Georgetown, bajo sus órdenes. Allí fue donde terminó, en 1954, una tesis que resultó ser muy controvertida.

Vera Rubin había concluido que las galaxias se agrupaban. En lugar de estar distribuidas al azar. Aunque tenía razón, nadie persiguió aquel hilo de investigación durante más de dos décadas. Tras terminar su formación, comenzó a trabajar en la facultad de Georgetown, pero su trabajo no avanzó especialmente. Se dedicó por completo a criar a sus cuatro hijos. En 2002, confesó que tuvo que pasar mucho tiempo hasta que se creyó que era una astrónoma de verdad.

El cambio profesional de Vera Rubin

Vera Rubin en el observatorio de Lowell en 1965.
Crédito: Sky and Telescope

El punto de inflexión llegó cuando Vera recibió una invitación para trabajar con Margaret y Geoffrey Burbidge en la Universidad de California, en San Diego. Allí, ella y su esposo pasaron un año trabajando con la pareja, que animó a Vera Rubin a perseguir sus propias ideas. Fue aquello lo que hizo que sintiese que estaba avanzando como profesional. Tanto es así, que cuando regresó a Maryland era una mujer muy diferente.

Estaba impaciente por trabajar, y solicitó un puesto en el Departamento de Magnetismo Terrestre de la Universidad de Carnegie. En los años posteriores, viajó a Arizona y a Cerro Tololo, en Chile, junto a su colaborador Kent Ford (un astrónomo americano). En 1965, se convirtió en la primera mujer que, de manera legal, obtuvo permiso para usar el Observatorio Palomar en el sur de California.

Aquel trabajo hizo que su curiosidad volviese a los inicios. A preguntarse sobre el movimiento de las estrellas dentro de las galaxias. Los nuevos avances tecnológicos, durante aquellos años, le permitieron estudiar la rotación de las regiones exteriores de las galaxias. Aquellas observaciones, del movimiento de las estrellas en las afueras de las galaxias, sirvieron para lograr un descubrimiento sorprendente: la mayoría de la materia es invisible.

El descubrimiento de la materia oscura

Maria Mitchell, la primera astrónoma profesional en Estados Unidos.
Crédito: H. Dassell

La idea no era completamente nueva. Ya había sido planteada en 1933 por un astrónomo suizo. Fue Fritz Zwicky al observar el Cúmulo de Coma. Se trata de un cúmulo de galaxias con un diámetro de unos 50 millones de años-luz, que está compuesto por miles de galaxias. Su veloz movimiento fue lo que llamó su atención. Zwicky comprendió que las galaxias se movían tan rápido que el cúmulo de Coma debería haberse desintegrado.

No había suficiente materia visible que pudiese mantener el cúmulo unido, considerando a qué velocidad se movían. Pero, pese a todo, era completamente estable. Así que el suizo llegó a la conclusión de que tenía que haber un elemento oculto. Algo a lo que llamó materia oscura, que debía mantener el cúmulo unido. Tras aquella observación, no sucedió nada en este campo durante las tres décadas siguientes.

Hasta que Rubin, Ford y sus compañeros, recopilaron más evidencias. Observaron que las galaxias, individualmente, tampoco rotaban de la manera que cabía esperar, algo no encajaba. La mayoría de las galaxias tienen una protuberancia central luminosa, también la Vía Láctea. Así que los astrónomos suponían que la mayor parte de la masa debía acumularse en el centro. Concluyeron que las galaxias debían rotar de una manera similar al Sistema Solar.

La diferencia de velocidad de las galaxias

Curvas de rotación de 7 de las 10 galaxias estudiadas por Vera Rubin y su equipo.
Crédito: Rubin et al. / ApJL 1978

Es decir, del mismo modo que los planetas más cercanos al Sol orbitan más rápido que los lejanos, cabía suponer que pasaría lo mismo en el caso de las galaxias. Las estrellas más alejadas orbitarían más lentamente alrededor del centro. Pero resulto que no era así. En 1978, el equipo publicó sus resultados en un estudio en la revista Astrophysical Journal. En él, observaban las curvas de rotación de 10 galaxias.

Las curvas de rotación galácticas son gráficos que miden la velocidad orbital de las estrellas con su distancia al centro. En la imagen que acompaña esta sección se muestran las curvas de siete de aquellas galaxias. Si la materia visible fuese el único factor, las curvas deberían caer cuanto más nos alejemos del centro. Exactamente igual que sucede en el Sistema Solar (los planetas más lejanos orbitan mucho más lentamente que los cercanos).

En su lugar, todas las curvas de rotación son bastante planas. Es decir, las estrellas lejos del centro de las galaxias, incluso en las afueras, rotan tan rápido como las más cercanas. Eso implicaba, según los cálculos, que debía haber 10 veces más materia oscura que normal. En cierta ocasión, Vera Rubin dijo que “en una galaxia espiral, la proporción entre materia oscura y normal es de alrededor de 10. Probablemente, también es una buena proporción entre nuestra ignorancia y conocimiento. No estamos en la guardería, pero sí en formación primaria.”

La pasión de Vera Rubin en su familia

Litografía de Carolina Herschel.
Crédito: Biblioteca de ETH Zurich

Durante la década posterior, Vera se dedicó a estudiar cientos de galaxias. Recopiló muchas más evidencias de la existencia de la materia oscura. A pesar de todo esto, todavía hoy no está claro cuál es la naturaleza de la materia oscura. Es todavía un campo de estudio. En los últimos años, se ha convertido en una palabra cada vez más familiar y que utilizamos con mayor frecuencia. Porque, poco a poco, salen más noticias al respecto.

La pasión de Vera Rubin por la ciencia no se quedó solo en ella. Toda su familia la comparte. Sus cuatro hijos se convirtieron en científicos. Judith Young trabajó como astrónoma en la universidad de Massachussets hasta su fallecimiento, en 2014, a causa de un cáncer. David y Allan Rubin son geólogos. El primero trabaja en la U.S. Geological Survey, mientras el segundo lo hace en la Universidad de Princeton. Karl Rubin es matemático en la universidad de California.

Su esposo, Bob, que falleció en 2008, era matemático y físico. También fue uno de sus grandes apoyos. Los descubrimientos de Vera Rubin hicieron que fuese elegida (como segunda mujer astrónoma) para ingresar en la Academia Nacional de Ciencias (de Estados Unidos) en 1981. En 1996, fue la primera mujer en obtener una medalla muy especial. Se trata de la Medalla de Oro de la Real Sociedad Astronómica. La última mujer que lo había conseguido, antes que ella, fue Carolina Herschel (la hermana de Sir William Herschel)… en 1828.

Un ejemplo profesional

Vera Rubin en 1992.
Crédito: Mark Godfrey/ Carnegie Institution, Department of Terrestrial Magnetism

Por eso no sorprende que defendiese que más mujeres se incorporasen a la ciencia. Fue una fuente de ánimo y coraje y luchó contra los problemas de nuestros días. A pesar de su gran trayectoria, y sus aportaciones a la ciencia, que están fuera de toda duda, nunca llegó a ganar el Premio Nobel. Eso, pese a que eran muchos los (y las) que consideraban que lo merecía. No solo hizo grandes descubrimientos para la astronomía.

Luchó por visibilizar a la mujer en la ciencia y supo mantener el equilibrio entre su vida profesional y familiar. Su amor por la astronomía no tiene parangón. Tuvo la capacidad de mantener su curiosidad intacta. Algo que, para muchas personas, es toda una inspiración. Vivimos en una sociedad en la que es cada vez más difícil conservar esa curiosidad que desarrollamos en los primeros años de nuestras vidas. Animó a muchas mujeres a perseguir sus sueños de investigar el cosmos.

A pesar de que se enfrentó a muchos comentarios despectivos, como algunos de los que he repasado aquí, no se rindió, y fue una inspiración hasta su fallecimiento, el pasado 25 de diciembre de 2016, a los 88 años de edad. Es una de las grandes figuras de la astronomía. Aunque no obtuviese los reconocimientos que muchos consideran que debería haber obtenido. Entre nosotros, yo me incluyo humildemente en ese grupo…

Una inspiración para las mujeres

Retrato de Henrietta Swan Leavitt.
Crédito: Desconocido

Vera Rubin no es solo una gran referencia para cualquier amante de la astronomía. También para cualquier mujer que sienta una mínima curiosidad por la ciencia. Su figura es imprescindible, junto con la de otras mujeres de las que he hablado en Astrobitácora. Me refiero a personas como Valentina Tereshkova, la primera mujer en el espacio. O el caso de Henrietta Swan Leavitt y su estudio de cierto tipo de estrellas variables, que nos ayudó a comprender nuestro lugar en el universo:

Tampoco puedo olvidarme de Cecilia Payne y Annie Jump Cannon. Hablé de ambas en este artículo. Su trabajo sirvió para ayudarnos a comprender cómo son las estrellas y cómo clasificarlas. También hay otras mujeres de las que todavía no he hablado. Como Carolina Herschel, a la que he mencionado brevemente aquí mismo. Fue una gran astrónoma, junto a su hermano, así como por sus propios méritos.

La pasión de una mujer fue la que nos llevó a desentrañar uno de los mayores misterios del universo. Todavía estamos comprendiendo qué es la materia oscura, pero ella nos puso en su pista. El mensaje de Vera Rubin es universal: seas hombre o mujer (y especialmente si eres mujer, en un campo que todavía está muy dominado por hombres) nunca dejes de perseguir tus sueños. El universo es un lugar fascinante como para dejarlo en manos de unos pocos…

Referencias: Sky and Telescope, Wikipedia