El personaje del mes
Vera Cooper Rubin
Filadelfia, 1928 (Estados Unidos) / Princeton, Nueva Jersey, 2016 (Estados Unidos)
Por Lourdes Cardenal
Hay concepciones abstractas que escapan a nuestro entendimiento. Existen desde siempre, y explican de una forma sutil el porqué de las cosas.
Uno de estos elementos inexplicados es la materia oscura. Forma casi el 80% del universo, pero como no interacciona con el campo electromagnético, no puede formar objetos, a diferencia de la materia que conocemos. Ni es absorbida ni reflejada por los materiales, ni podemos verla. Sabemos que existe teóricamente y la hipótesis más factible es que la interacción gravitatoria hace que la materia oscura se acumule en torno a la materia normal, envolviéndola y compactándola. Y como tiene masa, deforma el camino que recorre la luz, provocando, entre otros fenómenos, los conocidos como “lentes gravitacionales”, que son distorsiones que se producen al cambiar la luz de dirección como consecuencia de esta deformación.
También parece alterar las hipotéticas curvas de rotación de las estrellas en las galaxias, haciendo que, contrariamente a lo postulado por la física newtoniana, las más externas tengan una velocidad de rotación en torno al eje de la galaxia, igual o mayor que las estrellas interiores.
Está claro que hace falta mucha más materia que la materia que conocemos para poder explicar el funcionamiento de las estructuras del universo, como las galaxias, o los cúmulos de galaxias y otras estructuras aún más grandes.
Esto se ha podido teorizar gracias a la física estadounidense Vera Rubin, competitiva en un mundo de hombres, con un cerebro prodigioso y a la que, en su día, nadie le quería reconocer la novedosa aportación que estaba haciendo a la astronomía, y que fue, sin duda, la artífice de las observaciones más precisas, experimentos y análisis sobre las curvas de rotación de las galaxias, cuyos resultados llevaron a presumir la existencia de la materia oscura.
Vera Rubin había venido al mundo en Filadelfia, en julio de 1928 y ya desde pequeña esbozó lo que iba a ser el dibujo de una gran científica.
Tuvo la suerte de nacer con una mente que le permitió plantear y resolver problemas y cuestiones hasta entonces irresolubles.
También tuvo la desgracia de nacer tal vez más tarde o más pronto de lo que debiera y se encontró en el seno de una sociedad burguesa que no permitía que una mujer, ama de casa y madre de familia, realizara investigaciones más allá de la puerta de su hogar.
Desde niña, quiso ser astrónoma, le gustaban las estrellas. Se quedaba en vela contemplando las constelaciones circumpolares, desde la ventana de su cuarto de Washington, orientada al Norte.
Tenía once años y las ideas muy claras.
Vera Rubin mira a través de un telescopio en Vassar College en 1947.
Fuente: © Vassar College Visual Archives
A pesar de los inconvenientes de la época, con universidades que no admitían mujeres para determinadas carreras, estudió física en Cornell. Se había casado en 1948 con Robert Rubin, y continuó trabajando en su investigación mientras criaba a sus hijos pequeños.
No la admitieron tampoco en otros centros, pero consiguió doctorarse en la Universidad de Georgetown con una controvertida tesis que señalaba que “las galaxias no se distribuían al azar, sino que formaban grandes cúmulos”. Esta publicación de 1954, fue rechazada por prestigiosos diarios científicos especializados. Y estos hallazgos no serían confirmados hasta 15 años después.
Después de esto, estuvo muchos años trabajando en el campo de las curvas de rotación de las galaxias espirales y en 1974, descubrió “que las estrellas en los bordes de las galaxias se movían más rápido de lo esperado”.
Movimiento de una galaxia sin y con materia oscura 21. Fuente: © Ingo Berg (2012)
Los cálculos de gravedad, realizados utilizando sólo la materia visible en las galaxias, mostraban que las estrellas exteriores debían moverse más lentamente. Pero, según sus observaciones, la física de Newton no era compatible con estos modelos.
Y eso significaba que tenía que haber, además de la materia visible, una gran cantidad de otra materia desconocida y “oscura”, una masa que no emitía luz, que explicaría la rotación galáctica, el movimiento de las galaxias dentro de los supercúmulos, los patrones de lentes gravitacionales y la distribución de la masa en sistemas estelares como el “cúmulo Bala” o 1E 0657-56 (dos cúmulos de galaxias en colisión). Había sentado la base para los estudios posteriores sobre la Astrofísica actual, y el resto de su vida lo dedicó a seguir profundizando en ello.
Imagen del cúmulo de galaxias CL0024+17 tomada por el telescopio espacial Hubble que muestra la creación de un efecto de lente gravitacional. Se supone que este efecto se debe, en gran parte, a la interacción gravitatoria con la materia oscura. Fuente: © Wikipedia
Vera Rubin murió el día de Navidad del año 2016, a los 88 años, antes de que la Academia Sueca le otorgara el Nobel de Física por su aportación fundamental en el descubrimiento de la materia oscura.
Este hecho nunca pareció importarle.
Se sentía satisfecha con que los que vinieran después que ella, pudieran utilizar sus datos para seguir con sus investigaciones. Una lección de humildad para algunos científicos que muchas veces, confunden el descubrir o demostrar algo con la cercanía de la divinidad.
Todos somos falibles, pero el trabajo de los que nos preceden es el soporte fundamental para el avance en cualquier campo.
Así lo entendió ella y así lo transmitió. Sus cuatro hijos siguieron sus pasos, todos doctores en distintas disciplinas universitarias. Les enseñó el valor de la constancia y el considerar que la mejor recompensa es que su trabajo fuera útil para los demás.
Su carrera al final consiguió la aceptación plena de la comunidad científica, y de la sociedad en general, ya que se dedicó con la misma pasión a trabajar para ayudar a colectivos desfavorecidos, y a aquellas causas que consideraba injustas, como el reconocimiento de las mujeres en el ámbito de la ciencia.
Vera Rubin en 1992.
Fuente: © Mark Godfrey/ Carnegie Institution
Y en su honor, por primera vez, un observatorio nacional de los Estados Unidos ha recibido el nombre de una mujer, el suyo: desde el 6 de enero del 2020, el Large Synoptic Survey Telescope (LSST), o Gran Telescopio para Rastreos Sinópticos lleva como nombre oficial “Vera Cooper Rubin Observatory”.
Este observatorio, que se encuentra en Chile, tendrá como función producir la imagen más profunda y amplia del universo, procesando miles de bytes de imágenes y datos que serán de disposición pública, en el catálogo “Legacy Survey of Space and Time” (LSST).
Observatorio Rubin, en Cerro Pachón, Chile. Fuente: © Vera C. Rubin Observatory
El observatorio estará dotado con la cámara más grande del mundo dedicada a la astrofotografía, capaz de tomar imágenes de 3200 megapíxeles. (Este tamaño es tan enorme que para reproducir la imagen completa se necesitaría un mosaico formado por 378 pantallas de resolución 4K.). Obtendrá imágenes panorámicas del cielo, y durante los próximos diez años, creará una imagen, lo que supondrá un total de 15 terabytes, (15.000 GB de datos por noche) Para ello, tomará instantáneas de 15 segundos de exposición cada 20 segundos.
Se espera que empiece a funcionar en 2023.
Y estos datos, como querría la astrónoma, podrán ser utilizados para estudiar la materia oscura, la energía oscura, e intentar dar respuesta a la composición actual del universo.
Un hermoso legado para la ciencia, de parte de la mujer que pudo demostrar la existencia intangible del borroso recuerdo del principio de todo.
“Como hemos sabido desde el principio,
la materia oscura efectivamente,
sí ejerce gravedad y la materia ordinaria responde a ella.
Pero eso es todo lo que sabemos……
Por ahora debemos conformarnos
con llevar a la materia oscura con nosotros,
como a una extraña e invisible amiga,
empleándola donde y cuando el universo nos lo pida.”
Neil deGrasse Tyson
Astrophysics for People in a Hurry (2017/2021)