Ritratti: i grandi innovatori del passato

The | Edge omaggia le storie di grandiosi personaggi storici, uomini e donne del passato, pionieri e pioniere dell’innovazione, che attraverso la diffusione del loro sapere e delle loro scoperte in ambito scientifico e tecnologico, hanno contribuito a rivoluzionare l’umanità.

Vera Rubin, la pioniera della rotazione delle galassie che confermò la materia oscura

Vera Cooper Rubin

(Philadelfia, 1928 – Princeton, 2016)

«Non lasciate che nessuno vi dica che non siete bravi abbastanza. Il mio insegnante di scienze mi disse che non ero abbastanza brava in scienze…e guardate dove sono arrivata». È con questa frase che Vera Rubin, ormai affermata astronoma, ricorderà il suo professore delle scuole superiori che le aveva consigliato di tenersi alla larga dalla fisica e puntare a una carriera artistica. Ma per questa ragazza di Philadelfia, appassionata dalle stelle fin dall’età di dieci anni, l’astronomia fu una strada irrinunciabile. Percorsa anche grazie a due uomini determinanti nella sua vita.

Suo padre Philip, ingegnere lituano trapiantato negli Usa, la sostenne sempre nei suoi interessi: la portò ad ascoltare conferenze, la aiutò nella costruzione del primo telescopio fatto in casa (con il quale Vera, adolescente, passava le notti a osservare la rotazione celeste attorno alla stella polare) e, infine, negli studi universitari. La giovane avrebbe voluto frequentare la blasonata Princeton ma, negli anni Cinquanta, l’ateneo era vietato alle donne. Così, si iscrisse alla Cornell University dove conobbe e nel 1948 sposò, ancora universitaria, lo studente di chimica Robert Rubin. E il marito rappresenta l’altro puntello importante del suo successo.

Fu lui a ispirare la sua ricerca, portandole un articolo di George Gamow nel quale il cosmologo si chiedeva se la rotazione dei pianeti del sistema solare intorno al sole fosse la stessa che regola il moto delle galassie nell’universo. Attratta dall’idea, Vera iniziò a studiare le galassie ma nel 1950 mise al mondo il primo figlio e si dedicò alla famiglia.

Fu ancora il marito che la spinse a riprendere il lavoro che la appassionava. La donna riuscì a ottenere un dottorato di ricerca alla Georgetown University con la supervisione dello stesso George Gamon. Nel 1954 concluse il dottorato con un lavoro sulle galassie nel quale dimostrava che esistono raggruppamenti (oggi chiamati ammassi) non casuali di galassie. Non ci sarebbe riuscita senza il supporto del coniuge, che l’accompagnava a frequentare le lezioni serali (Vera non aveva la patente) aspettandola in auto fino alla fine dei corsi. L’esito del suo lavoro, tuttavia, fu del tutto ignorato dalla comunità scientifica.

Nel decennio successivo, Vera resta alla Georgetown University diventando prima ricercatrice e poi assistente universitaria.

Nel 1965 la studiosa passa al Dipartimento di Magnetismo Terrestre della Carnegie Institution di Washington. Qui, era stato appena inaugurato un programma di studi astronomici. Vera incrocia il collega Kent Ford, che aveva appena realizzato uno spettrometro capace di esaminare con precisione le radiazioni elettromagnetiche ricevute da piccole regioni di una galassia e di analizzare le lunghezze d’onda emesse da sorgenti astrofisiche.

Con lui inizia a misurare la velocità delle stelle nella vicina galassia di Andromeda. Secondo le note leggi di Newton, oggetti più vicini al centro di una galassia dovrebbero ruotare a velocità maggiore di quelli più distanti. I due scienziati si aspettano, dunque, di osservare una velocità di rotazione delle stelle in funzione della loro distanza dal centro della galassia (come i pianeti attorno al Sole). Ma così non è.

Pur allontanandosi dal centro della galassia, le stelle non rallentano ma si muovono alla stessa velocità delle altre al centro della galassia. Stupefatti dalla scoperta, i due misurano altre galassie cercando smentite o riscontri. Le osservazioni di oltre duecento galassie confermano che le le stelle situate nella periferia delle galassie studiate si muovono più velocemente di quanto avrebbero dovuto fare in base alle leggi fisiche fino ad allora conosciute.

Nel 1933, per spiegare il gruppo di galassie della Chioma (o ammasso della Chioma di Berenice), l’astrofisico Fritz Zwicky aveva concluso che la massa visibile delle galassie era poca in confronto alla forza gravitazionale registrata, ipotizzando la presenza di una “massa invisibile”.

Vera torna a questa teoria e ipotizza intorno alle galassie un alone di materia oscura la cui massa, non rilevabile dai telescopi, ha un effetto gravitazionale sulle stelle periferiche. Questo spiega l’elevata velocità di rotazione misurata, anche a distanza dal centro delle galassie stesse.

Pur senza conoscere di che natura o da cosa sia formata, insieme a Ford l’astronoma produce la prima prova dell’esistenza della materia oscura. Un mistero ancora oggi non svelato: evidenze teoriche e sperimentali indicano che è visibile meno del 5 per cento della massa dell’universo, quasi il 23 è materia oscura mentre il rimanente 70 per cento è costituito dalla cosiddetta energia oscura, una forma sconosciuta presunto motore dell’espansione accelerata dell’universo.

Madre di quattro figli, Vera Rubin lottò tutta la vita contro le discriminazioni delle donne in campo scientifico, di cui fu la prima vittima per molti anni. Fu la prima a utilizzare la strumentazione dell’osservatorio di Mount Palomar nel 1965 e la seconda donna ammessa, nel 1981, nella National Academy of Science. È morta la notte di Natale del 2016, a 88 anni. A ricordarne il nome nel “suo” spazio, ci sono un crinale di Marte e un asteroide.

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