Vera Rubin y la materia oscura

Siempre amable y poseedora de un gran corazón a pesar de los golpes de la vida. La doctora Vera Rubin había sufrido discriminación por ser mujer, por haber sido estudiante de un científico borracho y loco, y por proponer ideas aún más descabelladas. Hasta llegaron a prohibirle el acceso a los telescopios.

p-17En 1993, cuando estaba haciendo observaciones de cúmulos de galaxias para mi tesis doctoral, en el Observatorio Nacional de Kitt Peak, cerca de Tucson, Arizona, la doctora Rubin vino a verme al comedor y me dijo: “Eres el anfitrión de la noche de observación para todo público en el 0.9 m, ¿No te importaría si paso a darme una vuelta?” Dejé de comer de inmediato, me puse de pie. “Sería un honor”, respondí con un tono solemne. Había conocido a la doctora Rubin en 1992, durante la conferencia Mujeres Trabajando donde se evaluó el estatus de la participación de las mujeres y otras minorías en la astronomía. Fui invitado por la doctora Anne Kinney como representante de la minoría latina de EE.UU. y Canadá.

A las 8:00 pm llegó la doctora Rubin. Estábamos apretados en la cabina de observación del telescopio 0.9 m, algunos de los asistentes habían esperado hasta seis meses para poder venir a una noche de observación a Kitt Peak. Agradecí a todos por permitir mediante sus impuestos la existencia de los observatorios nacionales de EE.UU. También resalté la generosidad de los observatorios nacionales al permitir que estudiantes de otros países tuviéramos acceso a ellos. Seguido, mencioné lo afortunados que éramos esa noche por tener a la doctora Vera Rubin, la descubridora de la materia oscura en las galaxias espirales. Tuvimos una noche increíble, la gente se amontonaba para escuchar a la doctora Rubin. De baja estatura, con el pelo blanco y armada con palabras simples, la doctora Rubin explicó lo que estábamos observando.  Teníamos una imagen de la galaxia M81 que había tomado unos minutos antes. La M81 es una galaxia espiral majestuosa en la constelación de la Osa Mayor.

Esa noche fue inolvidable. Debido a que hasta ahora no sabemos de qué está hecha la materia oscura, le propuse mi candidato favorito. Le dije que la materia oscura podría estar compuesta con los restos de estudiantes de astronomía que no habían terminado sus tesis doctorales. Ella se rió, y me dijo que no podrían ser buenas partículas de materia oscura, pues estaban muy calientes (36 grados Celsius si aún están vivos) y ya los hubiéramos visto. Se ha llegado a proponer hasta la borrita del ombligo como candidato, esto es, todo tipo de materia llamada bariónica, la materia normal que hasta el momento hemos detectado.

La doctora Rubin (n. 23 de julio 1928) obtuvo su licenciatura en astronomía en el colegio, entonces femenino, Vasar, donde en 1948 se graduó con honores. Quiso ingresar a la Universidad de Princeton pero nunca le contestaron, Princeton admitió mujeres hasta 1975. La doctora Rubin terminaría siendo estudiante de George Gamow (1904-1968), el inventor del Big Bang.  Gamow, de origen ucraniano, quien fue amigo cercano del eminente físico soviético  Lev Landau (1908-1968). Se cuenta que Josef Stalin había personalmente seleccionado a los estudiantes más sobresalientes para que fuesen a estudiar a occidente. Landau y Gamow hicieron estancias en el Instituto Niels Bohr en Copenhague. A su regreso Landau, Gamow y Pitr Kapitsa, entre otros científicos, llevaron a la ciencia soviética a los niveles más altos. Landau fue descubierto conspirando en contra del régimen totalitario de Stalin, esto lo llevó a prisión. Poco faltó para que terminara en los campos de trabajo de Siberia. Sin la intervención de Niels Bohr, no hubiésemos sabido más de Landau. Gamow escapó hacia Europa, terminó en EE.UU., en la George Washington University en Washington D.C.

Vera Rubin fue admitida a Georgetown University cercana a la George Washington y obtuvo su doctorado trabajando con Gamow en 1954. Gamow era brillante, contribuyó al desarrollo de la mecánica cuántica, a la física atómica y a la genética. Sin embargo, la comunidad científica le tenía poco respeto, por presentarse medio borracho a las conferencias. Esto me lo confirmó el profesor David Schramm en una ocasión (ca. 1996), en Algonquin Park Canadá, cuando lo llevábamos a abordar el único avión de la flotilla de Big Bang Airlines. Esta aerolínea era propiedad del profesor Schramm.

La doctora Rubin consiguió trabajo en Washington en uno de los Laboratorios Carnegie. Dice que decidió hacer investigación en un campo poco competido. Las batallas entre los cosmólogos, principalmente entre los que se encontraban en Pasadena California, ya comenzaban a ponerse muy difíciles. Así que en colaboración con su colega Kent Ford quien había desarrollado un espectrógrafo muy preciso (analizador de luz que permite conocer la longitud de onda, ver  Saberes y Ciencias de Octubre de 2015), decidieron comenzar un programa para medir la velocidad de rotación de las galaxias.

La doctora Rubin midió la velocidad de rotación de las galaxias espirales esperando un comportamiento parecido la curva de rotación del Sistema Solar. El Sol concentra la mayoría de la masa en el Sistema Solar, los planetas más lejanos tienen que moverse más lento en repuesta a la fuerza de gravedad, si se moviesen más rápido podrían escapar. Así resulta que el Sistema Solar tiene una curva de rotación que decae. La sorpresa para la doctora Rubin fue que las curvas de rotación de las galaxias no decaían. Entonces propuso en 1970 la existencia de un material que tenía más masa que todos las estrellas, el gas y el polvo que se veía en las galaxias. Esto es, para mantener la velocidad de rotación constante se necesitaba incluir más materia, especialmente hacia las partes exteriores de las galaxias, donde ya no se ven estrellas. La fuerza de gravedad que hace que las galaxias roten más rápido es proporcional a la masa,  pero como la materia responsable no se veía por ningún lado, se  le llamó materia oscura. Anteriormente, en 1933 un astrónomo de genio malhumorado llamado Fritz Zwicky, propuso y nombró a la materia oscura para poder retener a los miles de galaxias que se encuentran moviéndose a gran velocidad dentro de los cúmulos de galaxias. Nadie prestó atención. Cuando la doctora Rubin volvió a invocar a la materia oscura, la idea fue rechazada de nuevo por los astrónomos. Le fue difícil obtener tiempo de observación por un buen rato a la doctora Rubin. Estudios posteriores comprobaron las mediciones de la doctora Rubin y el doctor Ford. Para 1980 la materia oscura era un término común en la ciencia. Y los reconocimientos comenzaron a llegar.

Se espera que la materia oscura sea una nueva partícula, ésta debe tener mucha masa, pero debe tener poca interacción con las partículas conocidas.  Se han explorado alternativas, una de ellas considera que la Ley de Gravitación de Newton no funciona a las escalas de las galaxias. Mis amigos los doctores Sergio Mendoza y Xavier Hernández han desarrollado algunos modelos con gravedad modificada.

La última vez que vi a la doctora Rubin y a su esposo Robert Rubin fue en 1998, mientras comíamos unos deliciosos canelones en Castel Gandolfo, Italia. Hablamos del impacto social de la ciencia y del libro Consilience del famoso entomólogo E. O. Wilson. Le comenté que había visto su foto en el libro The Astronomers, de Donald Goldsmith. “Sí, mi nieta Laura Young se puso un sombrero viejo y así salió en la foto”. Hace poco me dijeron que la doctora Rubin está en un hogar para ancianos.

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