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| Vera C. Rubin |
Todos hemos oído hablar de la materia oscura, esa sustancia extraña e "invisible" que constituye aproximadamente una cuarta parte de la masa del universo . Los astrónomos no saben qué es exactamente, pero han medido sus efectos en la materia común y en la luz al atravesar un "conglomerado" de materia oscura. El hecho de que la conozcamos se debe en gran medida a los esfuerzos de una mujer que dedicó gran parte de su carrera a encontrar la respuesta a una pregunta desconcertante: ¿por qué las galaxias no giran a la velocidad esperada? Esa mujer fue la Dra. Vera Cooper Rubin.
28 diciembre 2025.- La Dra. Vera Cooper Rubin nació el 23 de julio de 1928, hija de Philip y Rose Appelbaum Cooper. Pasó su primera infancia en Filadelfia, Pensilvania, y se mudó a Washington, D. C. a los diez años. De niña, se inspiró en la astrónoma Maria Mitchell y decidió estudiar astronomía también. Se interesó en la disciplina en una época en la que no se esperaba que las mujeres se dedicaran a ella. Estudió en el Vassar College y luego solicitó admisión en Princeton para continuar su formación.
En aquel entonces, las mujeres no podían acceder al programa de posgrado de Princeton. (Eso cambió en 1975, cuando se admitió a mujeres por primera vez). Ese contratiempo no la detuvo; solicitó admisión y fue aceptada en la Universidad de Cornell para cursar su maestría. Realizó su doctorado en la Universidad de Georgetown, donde estudió el movimiento de las galaxias bajo la tutela del físico George Gamow, y se graduó en 1954. Su tesis sugería que las galaxias se agrupaban en cúmulos. No fue una idea bien aceptada en su momento, pero ella se adelantó a su tiempo. Hoy sabemos que los cúmulos de galaxias existen con toda certeza .
El seguimiento de los movimientos de las galaxias conduce a la materia oscura
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| Vera C. Rubin |
Tras finalizar sus estudios de posgrado, la Dra. Rubin formó una familia y continuó estudiando el movimiento de las galaxias. El sexismo obstaculizó parte de su trabajo, al igual que el tema "controvertido" que estudiaba: el movimiento de las galaxias. Continuó luchando contra obstáculos muy evidentes en su trabajo. Por ejemplo, durante gran parte de los inicios de su carrera, se le impidió usar el Observatorio Palomar (uno de los principales centros de observación astronómica del mundo) debido a su género.
Uno de los argumentos para impedirle el acceso fue que el observatorio no contaba con baños adecuados para mujeres. Este problema se solucionó fácilmente, pero llevó tiempo. Y la excusa de la "falta de baños" simbolizaba un prejuicio más profundo contra las mujeres en la ciencia.
La Dra. Rubin siguió adelante a pesar de todo y finalmente obtuvo permiso para observar en Palomar en 1965, convirtiéndose en la primera mujer en hacerlo. Comenzó a trabajar en el Departamento de Magnetismo Terrestre de la Institución Carnegie de Washington, centrándose en la dinámica galáctica y extragaláctica. Estas se centran en los movimientos de las galaxias, tanto individualmente como en cúmulos. En particular, la Dra. Rubin estudió las velocidades de rotación de las galaxias y el material que contienen.
Descubrió de inmediato un problema desconcertante: que el movimiento de rotación galáctico previsto no siempre coincidía con la rotación observada. El problema es bastante sencillo de entender. Las galaxias giran tan rápido que se desintegrarían si el efecto gravitacional combinado de todas sus estrellas fuera lo único que las mantuviera unidas. Entonces, ¿por qué no se desintegraron? Rubin y otros concluyeron que existía algún tipo de masa invisible dentro o alrededor de la galaxia que ayudaba a mantenerla unida.
La diferencia entre las velocidades de rotación galácticas predichas y observadas se denominó el "problema de la rotación galáctica". Basándose en las observaciones de la Dra. Rubin y su colega Kent Ford (cientos de ellas), se concluyó que las galaxias deben tener al menos diez veces más masa "invisible" que masa visible en sus estrellas y nebulosas. Sus cálculos condujeron al desarrollo de una teoría sobre la "materia oscura". Resulta que esta materia oscura tiene un efecto medible en los movimientos galácticos.
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| Vera Rubin midiendo espectros en 1974 en el Departamento de Magnetismo Terrestre de la Institución Carnegie en Washington, D.C.. |
Materia oscura: una idea cuyo momento finalmente llegó
La idea de la materia oscura no fue estrictamente invención de Vera Rubin. En 1933, el astrónomo suizo Fritz Zwicky propuso la existencia de algo que afectaba el movimiento de las galaxias. Así como algunos científicos se burlaron de los primeros estudios de la Dra. Rubin sobre la dinámica de las galaxias, sus colegas generalmente ignoraron sus predicciones y observaciones.
Cuando la Dra. Rubin comenzó sus estudios sobre las tasas de rotación de las galaxias a principios de la década de 1970, sabía que debía aportar pruebas concluyentes de las diferencias en las tasas de rotación. Por eso realizó tantas observaciones. Era importante contar con datos concluyentes. Finalmente, encontró pruebas sólidas de esa "cosa" que Zwicky había sospechado pero nunca comprobado. Su extenso trabajo durante las décadas siguientes finalmente condujo a la confirmación de la existencia de la materia oscura.
Una vida honrada
La Dra. Vera Rubin dedicó gran parte de su vida a trabajar en el problema de la materia oscura, pero también fue reconocida por su labor para hacer la astronomía más accesible a las mujeres. Trabajó incansablemente para atraer a más mujeres a las ciencias y para que se reconociera su importante labor. En particular, instó a la Academia Nacional de Ciencias a elegir a más mujeres merecedoras como miembros. Fue mentora de muchas mujeres en el ámbito científico y defensora de una sólida educación en STEM.
Por su trabajo, Rubin recibió numerosos honores y premios prestigiosos, incluyendo la Medalla de Oro de la Real Sociedad Astronómica (la anterior galardonada fue Caroline Herschel en 1828). El planeta menor 5726 Rubin lleva su nombre. Muchos consideran que merecía el Premio Nobel de Física por sus logros, pero el comité finalmente la despreció.
La Dra. Rubin se casó con Robert Rubin, también científico, en 1948. Tuvieron cuatro hijos, quienes con el tiempo también se convirtieron en científicos. Robert Rubin falleció en 2008. Vera Cooper Rubin se mantuvo activa en la investigación hasta su fallecimiento el 25 de diciembre de 2016.
Tras la muerte de la Dra. Rubin, muchos de quienes la conocieron, trabajaron con ella o fueron sus mentores comentaron públicamente que su trabajo había logrado esclarecer una parte del universo. Se trata de una parte del cosmos que, hasta que ella realizó sus observaciones y siguió sus intuiciones, era totalmente desconocida. Hoy en día, los astrónomos continúan estudiando la materia oscura para comprender su distribución por el universo, así como su composición y el papel que desempeñó en el universo primitivo. Todo gracias al trabajo de la Dra. Vera Rubin.
Rubin se convirtió en la segunda mujer astrónoma elegida como miembro de la Academia de la Ciencias, después de su compañera Margaret Burbidge. También, en 1996, en la segunda mujer en recibir la medalla de oro de la Royal Astronomical Society, después de Caroline Herschel, la hermana menor de también excelente astrónomo William Herschel.
En 2002, la revista Discover también reconocería a Rubin como una de las 50 mujeres más importantes en la historia de la ciencia, y pese a que nunca llegó a recibir el premio Nobel, muchos de sus colegas en su campo defienden que sus descubrimientos, los cuales cambiaron para siempre el modo de entender el cosmos, fueron más que merecedores de tal galardón.
En la actualidad, un observatorio astronómico ubicado en el Cerro Pachón, Chile, lleva su nombre. Se trata de una instalación astronómica de vanguardia con un telescopio de 8.4 metros y la cámara digital más grande del mundo (¡3.2 gigapíxeles!), que realizará el Legacy Survey of Space and Time (LSST) para cartografiar el cielo del hemisferio sur en un "time-lapse" cósmico durante una década, investigando materia oscura, energía oscura y el Sistema Solar, y se espera que revolucione la astronomía con datos masivos y descubrimientos inesperados.
Acerca de las "Curvas de Rotación Galáctica"
Para entender la magnitud del descubrimiento de Vera Rubin (realizado junto a su colega Kent Ford en los años 70), primero debemos visualizar cómo creíamos que funcionaba el universo y compararlo con lo que ella observó.
Aquí explicamos el problema de las "Curvas de Rotación Galáctica" paso a paso:
1. La expectativa: el modelo del Sistema Solar
Antes de Rubin, los astrónomos asumían que las galaxias se comportaban de manera similar a nuestro Sistema Solar (movimiento kepleriano).
En el Sistema Solar: El Sol contiene casi toda la masa (99.8%). Por eso, los planetas cercanos (como Mercurio) deben orbitar muy rápido para no caer hacia el Sol, mientras que los planetas lejanos (como Neptuno) orbitan mucho más lento porque la gravedad es más débil a esa distancia.
En una Galaxia Espiral: Se ve mucha luz (y por tanto, mucha masa) en el centro, y la luz se desvanece hacia los bordes.
La Predicción: Se esperaba que las estrellas en los bordes de la galaxia se movieran más lento que las del interior.
2. La observación de Rubin
Vera Rubin utilizó un espectrógrafo muy preciso para medir la velocidad de rotación de las estrellas y el gas en la Galaxia de Andrómeda y otras espirales. Analizó regiones muy alejadas del centro galáctico.
Lo que encontró fue desconcertante: Las estrellas de los bordes se movían tan rápido como las del centro.
En lugar de una curva que sube y luego cae (como la línea punteada A en muchos gráficos teóricos), la línea se mantenía plana (como la línea sólida B).
3. El problema físico
Aquí es donde entra la física básica:
Si las estrellas giran a esa velocidad vertiginosa en los bordes, la fuerza centrífuga debería haberlas expulsado hacia el espacio intergaláctico hace mucho tiempo. La masa visible de la galaxia (estrellas, gas, polvo) no generaba suficiente gravedad para mantener unidas a esas estrellas rápidas.
4. La conclusión: Materia Oscura
Como las leyes de Newton y Einstein no estaban equivocadas, Rubin concluyó que debía haber una enorme cantidad de masa que no podíamos ver.
Para que las estrellas en el borde giren tan rápido y se mantengan en órbita, la galaxia debe estar "incrustada" en un halo gigante de materia invisible que aporta la gravedad extra necesaria.
Sus cálculos mostraron que esta materia invisible debía ser al menos 5 a 10 veces más abundante que la materia visible.
En resumen: Vera Rubin no "descubrió" la materia oscura (Fritz Zwicky lo había propuesto en los años 30), pero ella proporcionó la evidencia observacional irrefutable que obligó a la comunidad científica a aceptarla como una realidad. Este descubrimiento cambió la cosmología para siempre: pasamos de estudiar lo que brilla a darnos cuenta de que lo que brilla es solo la "espuma" en un océano invisible.
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