El pasado 25 de diciembre, en vísperas de Navidad, el mundo de la astronomía fue sacudido por la muerte de la Vera Rubín, la astrónoma que aportó las primeras pruebas de la existencia de la materia oscura, y una de las pioneras en la inclusión de las mujeres en el mundo de la ciencia. Por medio de sus investigaciones ha hecho inmensas contribuciones a la comprensión del Universo; en esta nota recordaremos su trabajo y sus muchos aportes.

La astrónoma pionera

Vera Rubin nació en Filadelfia, en 1928. Desde los diez años se sintió fascinada por la astronomía y soñó con dedicarse a la investigación del Cosmos. Sin embargo, en aquella época no estaba bien visto que las mujeres se dedicaran a esta profesión. De hecho, Vera solía comentar que su profesor de física de secundaria ignoraba a sus alumnas.

Si bien las mujeres no eran ajenas al mundo de la ciencia, en general eran relegadas a tareas secundarias. Por ejemplo, las calculistas actuaban como verdaderas calculadoras humanas, llegando a pasar días o semanas enteras resolviendo en lápiz y papel (y como mucho una regla de cálculo) las cuentas que necesitaban los astrónomos para sus investigaciones, y que hoy en día haríamos en cuestión de segundos con una computadora. Sin embargo, la idea de una astrónoma mujer era algo insólito.

En contra de todas las expectativas, Vera se recibió de astrónoma en el Vassar College en 1948. Luego intentó inscribirse en la Universidad de Princeton, pero no se permitieron mujeres en el programa de estudios graduados de Astronomía hasta 1975. Entonces, solicitó ser admitida en Cornell, donde estudió Física bajo la dirección del mismísimo Richard Feynman.

Allí, Vera realizó su tesis sobre la distribución de velocidades de las galaxias. Los resultados de esta publicación fueron muy discutidos. Muchos no quisieron ver que Vera estaba antes las puertas de un gran descubrimiento.

En su tesis de doctorado mostró que las galaxias se agrupaban en grandes asociaciones. Pero una vez más, su trabajo no fue reconocido. Estos resultados no generaron interés cuando se publicaron, pero fueron confirmados quince años más tarde y constituyen la base del estudio actual de la estructura a gran escala del Universo.

La materia oscura del Universo

A mediados de los años 60, Vera Rubin estaba trabajando con espectrógrafo muy sensible que permitía medir la velocidad de las estrellas en las galaxias espirales en función de su distancia al centro, permitiendo obtener así sus curvas de rotación.

Fue entonces cuando, midiendo la velocidad de rotación de las estrellas de la galaxia Andrómeda, Vera observó algo muy extraño: las situadas en los extremos giraban casi a la misma velocidad que las más internas. ¡Esto no tenía sentido! Las zonas centrales de la galaxias tenían una densidad de materia muy superior, y según las leyes de la astrofísica, allí las estrellas deberían rotar mucho más rápido.

Su primera reacción fue pensar que las mediciones estaban equivocadas, o que Andrómeda tenía un comportamiento peculiar, diferente al de otras galaxias. Sin embargo, cuando analizó otras galaxias espirales y vio que en todas ellas ocurría lo mismo, es decir, que la velocidad de rotación de las estrellas no disminuía a medida que se alejaban del centro, se dio cuenta que algo no encajaba.

La publicación en 1970 de sus inequívocos resultados agitó a toda la comunidad cosmológica: si las estrellas en el exterior de las galaxias giraban a la misma velocidad que las centrales, ¡eso implicaba que debían estar rodeadas de la misma densidad de materia! Sin embargo, los astrónomos continuaban viendo que las zonas externas estaban más vacías. Entonces ello generó la pregunta:  ¿qué materia generaba esa densidad faltante?

Mucho tiempo antes, en los años 30, Fritz Zwicky había postulado que el universo podía estar plagado de una materia oscura desconocida que afectara al movimiento de las galaxias, pero los datos de Rubin fueron la prueba experimental de su existencia. Lo sorprendente del caso es que no se podía tratar sólo de planetas, meteoritos, u otros cuerpos que permanecían ocultos a los telescopios porque no emitían luz. La cantidad de materia necesaria para que las observaciones encajaran con las leyes físicas era tan grande que debía estar constituida por algún tipo de partícula desconocida.

Desde entonces el análisis de cúmulos de galaxias y fenómenos como las lentes gravitacionales han confirmado que aproximadamente el 90% de la masa del Universo está formado por un tipo de materia totalmente diferente a la que conocemos. Esta materia, cuya naturaleza continúa siendo un misterio, fue llamada entonces materia oscura (y puesto que Star Wars todavía no se había estrenado en esa época, sólo podemos pensar que el nombre se debe a la falta de imaginación por parte de los astrónomos).

El legado de Vera Rubin

Pese al escepticismo inicial, el trabajo pionero de Rubin ha resistido la prueba del tiempo. Tal fue el éxito de su trabajo que la astrónoma era una de las grandes candidatas a ganar el Nobel de Física. Para algunos su historia encarnó durante años la desigualdad que hay detrás del premio más prestigioso en ciencia. Desde 1901, los hombres se han llevado el 99% de los Nobel de Física, premios que solo se otorgan en vida.

Aún así, y pese a la falta de reconocimiento que había sufrido inicialmente Vera Rubín permaneció siempre humilde frente al éxito. De hecho, ella nunca tomó el crédito de haber descubierto la materia oscura, sino que simplemente se limitaba a decir que:

“Yo observé que las galaxias giraban de una manera totalmente inesperada según las leyes de Newton y Kepler. Esto se interpretó como la primera evidencia de que la materia oscura existía, y continúa siendo la hipótesis más factible, pero también podría ser que arrastráramos un error fundamental en las ecuaciones que utilizamos para describir el movimiento de los cuerpos celestes….”

Desde los trabajos de Vera y de Fritz Zwicky, se han sucedido numerosas pruebas y observaciones para detectar los efectos de la materia oscura, tales como las lentes gravitacionales. En la actualidad todos los modelos de formación de galaxias incluyen la presencia de materia oscura. En el modelo cosmológico actual, la materia oscura es crucial, y se logran reproducir muy bien las estructuras a gran escala, es decir, la distribución de galaxias y cúmulos de galaxias del Universo, tema en el que también Vera puso su granito de arena.

En 1990, en una entrevista a la revista Discover, Vera dijo la siguiente frase, la cual encarna perfectamente la mentalidad que debería tener, no sólo cual quier astrónomo, sino cualquier persona que quiera contribuir al progreso de la ciencia:

“La fama es pasajera. Mis números significan más para mí que los premios. Si los astrónomos siguen usando mis datos en el futuro, ese será mi mayor honor”