Vera Rubin n’a pas « découvert » matière noire, mais le mettre sur la carte.

La matière noire est un concept sauvage. C’est l’idée qu’un pourcentage ahurissant de toute la matière de l’univers pourrait être invisible, et tout à fait différent de la matière dont la Terre est faite. Robin est célébré pour avoir forcé une grande partie de la communauté astronomique à le prendre au sérieux.

Ce moment de jugement est venu en 1985, lorsque je me suis présenté devant l’Union astronomique internationale et que je me suis tenu avec le public à travers certaines des données que j’avais collectées.

Ses données ont montré que les étoiles aux bords de plusieurs galaxies se déplaçaient d’une manière qui n’a pas de sens, selon les règles de la physique. Rubin a suggéré qu’une explication possible de cet étrange phénomène est la présence de mystérieuse « matière noire » au bord de la galaxie. Au cours des décennies qui ont suivi cette conférence, la recherche sur la matière noire a explosé, révolutionnant l’astronomie.

dans un Galaxies lumineuses, matière noire et au-delà, une nouvelle biographie de Robin, la journaliste scientifique Ashley Yeager explique comment Robin, décédé en 2016, est passé d’un jeune chercheur dont les idées audacieuses ont été initialement ignorées à un scientifique qui pourrait changer un domaine entier. En 2020, nous avons interviewé Yeager pour épisode de inexplicable notation audio sur la matière noire. Notre texte de conversation suit, légèrement modifié pour plus de longueur et de clarté.

Noam Hassenfeld

Quand Vera Rubin s’est-elle intéressée pour la première fois à l’astronomie ? Quelle est son histoire d’origine ?

Ashley Yeager

Elle avait environ 11 ans lorsqu’elle a commencé à regarder les étoiles. Vera et sa sœur Ruth partageaient une chambre dans leur maison de Washington, DC. Ruth se souvient que Vera rampait constamment au-dessus d’elle la nuit pour pouvoir ouvrir les fenêtres, regarder le ciel nocturne et commencer à suivre les étoiles. De toute évidence, Vera était fascinée par le ciel nocturne. C’est ce qui l’a coincé.

Puis je suis allé à Vassar où j’ai étudié l’astronomie. [While at Vassar, she met a mathematician named Robert Rubin.] Ils ont fini par se marier. Cela a conduit à l’une des plus grandes décisions de la vie de Vera, car elle voulait aller à l’école supérieure d’astronomie.

j’ai rentré Harvard, mais Robert Rubin était à l’Université Cornell. Il a bien réussi ses études de troisième cycle. Ils ont dû faire un choix, et Vera a dit : « Restons ensemble. Je viendrai avec toi à Cornell et j’obtiendrai ta maîtrise en astronomie pendant que tu termineras ton doctorat en physique.

Noam Hassenfeld

N’est-ce pas une sorte de sélection sauvage ? Choisir Cornell sur la base d’un conjoint ?

Ashley Yeager

C’est la fin des années quarante. Et Vera était, à certains égards, très traditionnelle, bien que dans d’autres, elle était non conventionnelle. Elle sentait qu’on s’attendait à ce qu’elle se marie à la fin de ses quatre années à Vassar. C’était encore quelque chose d’attendu socialement.

Et je pense que cela l’a rendue plus prospère qu’elle n’aurait pu l’être, si elle était allée à Harvard ou à Princeton ou ailleurs, juste à cause de l’exposition qu’elle a eue. Il y avait la liberté intellectuelle qu’elle avait à l’Université Cornell, de pouvoir enquêter sur diverses questions d’astronomie qui auraient pu lui être tenues éloignées si elle avait suivi un programme d’études supérieures plus structuré.

Noam Hassenfeld

Elle est donc à Cornell. Elle regarde les questions. Elle a une grande liberté intellectuelle. Quelles sont les grandes questions que vous vous posez ?

Ashley Yeager

La plus grande idée, qui est devenue son mémoire de maîtrise, est vraiment l’idée de « Est-ce que l’univers tourne ? »

Noam Hassenfeld

attendre, Est-ce que tu L’univers tourne-t-il ?

Ashley Yeager

Et donc, probablement pas. C’était une question posée par un astronome excentrique nommé George Gamow. Le mari de Vera a montré à Vera ce papier de George Gamow sur l’idée. Et j’ai pensé : « Eh bien, pourquoi n’essayons-nous pas de répondre à cette question ? »

Noam Hassenfeld

Ce genre de question, si elle avait été dans une autre université, peut-être n’aurait-elle pas été libre de s’y plonger ?

Ashley Yeager

Je crois que oui. J’ai senti, en parcourant la littérature et en regardant l’histoire, que cela aurait pu conduire à une question plus conventionnelle.

Et quand j’ai commencé à fouiller dans les données, les chiffres ont commencé à pointer vers cet étrange mouvement latéral qui pourrait éventuellement s’expliquer par une rotation globale. Elle a présenté son idée à son directeur de thèse de maîtrise, William Shaw.

Il dit: « Votre conclusion est vraiment bonne. Je veux la présenter en mon nom à cette prochaine conférence d’astronomie. « 

Et Vera me dit : « Non ! Je ne suis peut-être pas encore membre de cette communauté. Mais tu ne donnes pas mes données pour moi. Je les donnerai en mon nom, au diable ou à la mer. »

Noam Hassenfeld

Est-elle?

Ashley Yeager

Oui vraiment. Vous allez à cette réunion. Apparemment, le voyage de New York à la Pennsylvanie, où se tenait la réunion, était horrible. L’hiver était neigeux. Ils avaient un nouveau-né dans la voiture. Son père conduisait déjà car il était le seul à avoir une voiture à l’époque.

Mais elle a fait le show et la réaction a été tout simplement fantastique. Il y a des critiques acerbes dans la salle. Beaucoup de sarcasme. Elle a une personne Martin Schwarzschildqui l’encourage. Il dit: « C’est vraiment intéressant. Mais nous avons besoin de plus de données pour pouvoir arriver à cette conclusion. « 

Et c’est une critique qui l’a vraiment marquée tout au long de sa carrière. Rétrospectivement, elle essaie vraiment d’obtenir ou de collecter autant de données que possible pour étayer ses conclusions, juste à cause de cette expérience.

Noam Hassenfeld

que s’est-il passé après ça ?

Ashley Yeager

Elle fait une pause, parce qu’elle a vraiment ce fort sentiment de vouloir fonder une maison et fonder une famille. Il y a ce moment au début des années 1950, quand elle était dans la cour de récré avec son fils. Elle lisait des revues d’astrophysique pour se tenir au courant de ce qui se passait en astronomie.

Alors son fils joue dans le bac à sable et elle lit le magazine, et elle fond en larmes parce qu’elle manque tellement de faire des recherches. La curiosité de poser des questions et de rechercher des données lui manque, et elle essaie vraiment de trouver les réponses au fonctionnement de l’univers.

À ce moment-là, son mari a dit: « Tu dois retourner à l’école. Il est temps. Nous allons trouver une garde d’enfants. Nous allons trouver comment préparer les dîners. Mais faisons-le. « 

Noam Hassenfeld

Elle retourna donc à l’astronomie. Finalement, j’ai commencé à faire des recherches sur Observatoire national de Kit Peak, droite? Comment est-ce?

Ashley Yeager

Nous parlons de la fin des années soixante. C’est un télescope de 84 pouces, très grand. Vera au spéculum avec Kent Ford, son collaborateur. Ils regardent cette galaxie appelée Andromède, qui est notre plus proche voisin. Ils regardent ces très jeunes étoiles chaudes au bord de la galaxie, et ils essaient d’obtenir les vitesses de ces étoiles – à quelle vitesse ces étoiles orbitent-elles autour de la galaxie d’Andromède ?

Alors ils regardent les données, et ils disent, « Oh mon Dieu, ce n’était pas ce à quoi nous nous attendions. » L’hypothèse était que les étoiles les plus proches de l’intérieur voleraient rapidement autour du soleil et que les étoiles les plus éloignées se déplaceraient très lentement. Mais ces étoiles se déplaçaient plus vite que prévu.

La seule façon pour ces étoiles lointaines de la galaxie de se déplacer aussi vite est de [that] Il doit se passer quelque chose là-bas que nous ne comprenons pas.

Noam Hassenfeld

Que pensez-vous qu’il se passe?

Ashley Yeager

Eh bien, elle n’est pas vraiment sûre. Et encore une fois, vous n’aimez pas faire des suppositions ou parler sans données. Ainsi, elle et Kent Ford, ainsi que deux autres personnes, ont déjà commencé une étude systématique des galaxies.

Il a fait 20 galaxies, puis 40 et puis 60. Et elles montrent toutes ce comportement étrange des étoiles, ces étoiles sont loin dans la galaxie, se déplaçant de manière très rapide. À ce stade, vous savez, la communauté de l’astronomie se dit : « D’accord, nous devons gérer cela. »

En 1985, Véra Rubin Cette conférence est donnée à l’AIU. Elle dit : « La nature nous a joué un tour. Que nous avons étudié une matière qui ne constitue qu’une petite partie de l’univers. Le reste de l’univers est constitué de choses que nous ne comprenons pas et que nous ne pouvons pas voir. « 

Et je pense que c’est fait dans de nombreuses galaxies — nous parlons de 60 galaxies — on ne peut vraiment le nier. C’est son travail qui a vraiment poussé la société à bout, pour dire que nous devons accepter l’idée que la matière noire existe.

Noam Hassenfeld

Il semble que si vous voulez vraiment renverser tout notre concept de l’univers, vous devez trouver des données.

Ashley Yeager

absolument oui. Parce qu’elle s’en tenait à cette critique de ses travaux de maîtrise et de doctorat – elle s’en prenait aux données et s’assurait vraiment que l’histoire qu’elle racontait à partir de ces données était vraie.

Sa persévérance est l’une des choses qui ont fait d’elle une scientifique si incroyable. Elle a fait face à beaucoup d’obstacles, notamment parce qu’elle était une femme de science dans les années quarante, cinquante et soixante. Elle devait vraiment persévérer. Malheureusement, vous ne pourrez pas voir ou dire ce qu’est la matière noire. Mais je ne sais pas si elle a un problème avec ça. Vous serez fier d’avoir ouvert un tout nouveau monde d’astronomie et de physique.

En gros, vous avez créé plus de questions que de réponses, et je pense que c’est le signe d’un monde merveilleux : lorsque vous ouvrez ces questions auxquelles personne n’a pensé auparavant. Lorsque vous créez une toute nouvelle génération de scientifiques qui peuvent y répondre.