L’énigme la plus populaire de la cosmologie, matière noireporte plusieurs noms attachés à sa découverte.
L’un d’eux était Vera Florence Cooper Rubin communément appelée Vera Rubin, dont le rôle fut l’un des plus cruciaux, sinon le plus crucial.
Quand Rubin a commencé son mémoire de maîtrise, elle n’a jamais eu l’intention de trouver des preuves de la matière noire.
Ce qui l’a vraiment captivée, ce sont les galaxies, leur dynamique en particulier, et comment cela l’a amenée à remettre la matière noire sous les feux de la rampe est l’une des choses que nous découvrirons dans cet article.
La jeunesse et l’éducation de Vera Rubin
Vera Rubin est née le 23 juillet 1928 à Philadelphie, dans l’État de Pennsylvanie, aux États-Unis, en tant que deuxième fille de ses parents qui travaillaient pour la compagnie Bell Telephone.
Son père, Pessa’h Kobchefski (Philip Cooper)était une ingénieure électricienne talentueuse en mathématiques tandis que sa mère était une chanteuse exceptionnelle dans la chorale du temple.
La passion de Rubin pour l’astronomie a commencé lorsqu’elle a déménagé pour la première fois à Washington DC, à l’âge de 10 ans.
Chaque nuit, elle regardait le ciel depuis la fenêtre de sa chambre située juste à côté de son lit.
Ce qui me fascinait, c’était que si j’ouvrais les yeux pendant la nuit, ils tournaient tous autour du poteau.
Vera Florence Cooper Rubin
Elle a même construit un télescope et tous ses essais dans son cours d’anglais portaient sur l’astronomie. Elle a profité de chaque occasion pour approfondir l’Univers.
Vera Rubin a obtenu son baccalauréat en astronomie de Collège Vassar en 1948, où elle fut la seule femme à obtenir son diplôme.
Elle a obtenu sa maîtrise de L’Université de Cornell en 1951 et s’inscrit immédiatement à un programme de doctorat à Université de Georgetown.
Son doctorat. thèse sur Fluctuations de la répartition spatiale des galaxies a été achevé en 1954 et a conclu que les galaxies se regroupaient effectivement plutôt que d’être réparties au hasard dans tout l’univers.
Difficultés rencontrées par Vera Rubin au cours de sa carrière
Vera Rubin a été confrontée à plusieurs défis et difficultés en tant que femme poursuivant une carrière en astronomie et en astrophysique, en particulier au cours des premières années de sa carrière, lorsque les disparités entre les sexes dans ce domaine étaient plus prononcées.
Au début de son parcours universitaire dans les années 1940, les opportunités scientifiques étaient moins nombreuses pour les femmes et de nombreux établissements avaient des politiques d’admission et d’emploi strictes fondées sur le sexe.
Durant sa maîtrise, alors qu’elle soutenait sa thèse, l’un de ses conseillers, William Shaw, qualifiait son travail négligent.
Cependant, il a ensuite suggéré qu’elle envisage de le présenter au Société astronomique américaine (AAS) réunion.
Compte tenu de sa situation – étant enceinte de son premier enfant, dont la date d’accouchement était prévue juste un mois avant la réunion, et n’étant pas membre de la société – il a gentiment proposé de faire une présentation sur ses découvertes en son nom.
Cependant, cela aurait été en son nom et non en son nom ; alors Rubin a dit à Shaw que ce ne serait pas un problème si elle allait présenter elle-même son travail.
Malheureusement, son article a suscité une discussion quelque peu animée, les commentaires qu’elle a reçus étaient majoritairement de nature négative et son article n’a jamais été publié.
Certains observatoires et instituts de recherche avaient un accès restreint aux femmes, ce qui rendait difficile pour Rubin l’accès aux équipements et aux installations nécessaires à ses recherches.
Véra Rubin n’a pas reçu de prix Nobel de son vivant, malgré ses contributions significatives au domaine de l’astrophysique, en particulier ses travaux pionniers sur la matière noire.
Historiquement, les femmes scientifiques ont été confrontées à des préjugés et à une discrimination sexistes, ce qui a pu influencer la reconnaissance de leur travail.
Bien que des efforts aient été déployés ces dernières années pour lutter contre les disparités entre les sexes, Rubin a mené une grande partie de ses recherches révolutionnaires à une époque où ces préjugés étaient plus prononcés.
Carrière et contributions de Vera Rubin
Après avoir obtenu son doctorat. Rubin est ensuite devenu instructeur de mathématiques et de physique à Collège Montgomery.
De 1955 à 1965, elle a occupé plusieurs postes à l’Université de Georgetown, d’abord en tant qu’astronome associée de recherche, puis en tant que chargée de cours et enfin en tant que professeur adjoint d’astronomie.
En 1965, elle rejoint le Institut des sciences Carnegie (à l’époque, Carnegie Institution de Washington) en tant que membre du personnel du Département de magnétisme terrestre.
À ce stade, elle a rencontré Kent Ford et a travaillé avec lui sur les quasars et plus tard courbes de rotation des galaxies.
Son article sur l’anomalie observée dans les courbes de rotation des galaxies a donné lieu à une théorie de la gravité non newtonienne à l’échelle galactique connue sous le nom de Dynamique newtonienne modifiée (MOND) qui n’a toujours pas été largement acceptée par les chercheurs.
Comme nous le savons désormais, Vera Rubin avait un vif intérêt pour les galaxies, elle a également travaillé sur le phénomène de contre-rotation dans les galaxies.
Elle a découvert que certains gaz et étoiles se déplaçaient dans le sens opposé à la rotation du reste de la galaxie.
Cela a remis en question la théorie dominante selon laquelle toute la matière d’une galaxie se déplaçait dans la même direction et a fourni la première preuve de fusions de galaxies et du processus par lequel les galaxies se sont initialement formées.
Problème de rotation des galaxies – La découverte de la matière noire par Vera Rubin
Au cours de ses études supérieures à Cornell, Rubin s’est intéressée à la dynamique des galaxies grâce à Martha Stahr Carpenter, obsédée par la façon dont les galaxies et la façon dont leurs entrailles bougeaient..
En réfléchissant au sujet de son mémoire de maîtrise, elle est tombée sur un article de George Gamow dans lequel il se demandait : « Et si nous prenions la façon dont les systèmes solaires tournent et l’appliquions à la façon dont les galaxies se déplacent dans l’univers ?
Ainsi, sa quête pour savoir si les galaxies se déplacent de manière aléatoire ou tournent autour d’un pôle a commencé.
Grâce à ses observations, elle a remarqué un plan plus dense en galaxies que d’autres régions (identifié plus tard comme un plan supergalactique).
Accordéon : Le plan Supergalactique est le plan dominant de la plus grande concentration d’amas de galaxies proches dans le ciel, qui passe par l’amas de la Vierge.
Au cours de son doctorat. programme à l’Université de Georgetown, elle a découvert que les galaxies se regroupaient effectivement et que ce n’était pas aléatoire comme nous le prétendions.
En 1965, elle rencontre Kent Ford et son spectromètre, plus sensible que ses homologues de l’époque à la Carnegie Institution.
Qu’est-ce qu’un spectromètre ?
Un spectromètre divise la lumière en ses longueurs d’onde constitutives ; cela nous aide à voir de quelle quantité de bleu ou de jaune ou quelle que soit la couleur dont il est composé.
Ils décident alors d’observer des quasars mais se dirigent rapidement vers la galaxie d’Andromède car la concurrence est très forte dans le domaine des quasars récemment découverts à l’époque.
De plus, Rubin était bien plus intéressé par le fonctionnement des rotations des galaxies, personne n’en avait jamais fait une étude détaillée auparavant.
Ce qu’ils s’attendaient à trouver, en fonction de la luminosité (c’est-à-dire que la masse lumineuse était regroupée au centre), c’était que les objets proches du centre se déplacent plus rapidement que les objets proches des bords, car la masse donne lieu à la gravité.
Au lieu de cela, ils ont observé que la vitesse de rotation des galaxies spirales soit reste constante avec une augmentation de la distance par rapport au centre, soit augmente légèrement, rendant la courbe de rotation plate.
Cela signifiait que la luminosité n’était pas un facteur sûr pour la masse, cela signifiait qu’il existait une masse non lumineuse qui compensait le manque de masse lumineuse au bord de l’amas de galaxies.
Ils ont publié leurs découvertes dans un article en 1970 qui a suscité beaucoup d’attention de la part des chercheurs du monde entier.
Et c’est ainsi que Vera Rubin et Kent Ford ont fini par découvrir la deuxième preuve de l’existence de la matière noire, ce qui a ravivé l’intérêt des scientifiques pour la matière noire après des années où elle était cachée dans l’ombre.
L’héritage de Vera Rubin
En collaboration avec Kent Ford, Rubin a développé l’effet Rubin-Ford, une technique permettant de mesurer avec précision les courbes de rotation des galaxies.
Cette méthode est depuis devenue un outil standard en astrophysique pour étudier la dynamique des galaxies.
En 2000, son point de vue sur l’histoire des travaux sur les mouvements des galaxies a été présenté dans une revue « Cent ans de galaxies tournantes » pour la revue Publication de la Société Astronomique du Pacifique.
En 2002, elle a été classée parmi les 50 femmes scientifiques les plus importantes par Découvrir Revue.
Le Large Synoptic Survey Telescope a changé de nom pour devenir le Observatoire Vera C. Rubin de la Fondation nationale des sciences le 20 décembre 2019.
L’observatoire est situé au sommet du Cerro Pachón au Chili et a pour mission principale d’étudier la matière noire et l’énergie noire.
En hommage aux contributions de Vera Rubin, le Carnegie Institute a créé un fonds de recherche postdoctorale et la Division sur Astronomie dynamique de l’American Astronomical Society a introduit le Prix de début de carrière Vera Rubintous deux dévoués à perpétuer son héritage dans le domaine de l’astronomie.
Les travaux de Vera Rubin ont eu un impact profond et durable sur le domaine de l’astrophysique. Elle fait partie des astronomes qui ont ouvert la voie aux femmes dans ce domaine.
