暗之狂欢 光之彼岸——记薇拉∙鲁宾_风闻

原创：牧夫天文

编译：王茸

校对：杨伯顺 王婧彧

“Each one of you can change the world,

for you are made of star stuff,

and you are connected to the universe.”

Vera Rubin

最近有一条消息，如果智利国会两党联合通过一项关于大口径全天巡视望远镜(Large Synoptic Survey Telescope)的法案，那么该望远镜很有可能将用以纪念一位伟大的天文学家——“暗物质之母”薇拉∙鲁宾(Vera Rubin)，即被命名为薇拉∙鲁宾巡视望远镜（Vera Rubin Survey Telescope）。熟悉暗物质的人都熟悉她，而不熟悉暗物质、但热爱宇宙，仰望星空的人也应该知道她。

天文女神：薇拉∙鲁宾其人

2010年的薇拉∙鲁宾, 永远的天文女神。(Credit: Linda Davidson/The Washington Post/Getty)

鲁宾奶奶生于1928年，是犹太裔美国女天文学家。宽松的家庭成长环境和开明睿智的父母，培育了她对科学的求知欲。你可以想象一个12岁的少女宁愿仰望星空也不愿在暗夜睡去吗？因为她认为仰望星空是她这一生最有意义的存在。或许就是这样的执着，支持着她一直在男性掌握话语权的天文学界里持续研究并前行。

鲁宾奶奶的这一生，除了研究成果斐然，也是和狭隘的男权主义做斗争的一生。由于普林斯顿大学在上世纪的四五十年代不接受女性学生进入天文学领域,

她不得不去康奈尔大学攻读研究生学位，之后在乔治敦大学获得博士学位。她早期的研究并不被同行接受，博士论文也被长期束之高阁。为了避免在热门的研究领域面对过度竞争，她开始研究星系的旋转，这个课题伴随了她一生。

著名的美国帕洛马山天文台（Palomar

Observatory），曾经一度不接受女性研究者。但由于她一直坚持抗争，到了1965年，终于成为第一名被允许在此工作的女性天文学家。1974年，她对于星系转速的长期研究结出了硕果——她发现了暗物质。2015年，凭借着暗物质领域的卓越贡献，她曾一度成为当年诺贝尔物理学奖的热门人选，但又失之交臂，成为女性诺贝尔获奖史上的一桩憾事。

宇宙幽邃：暗物质

1968年，一个晴朗干燥的夜晚，所有的观测条件都刚刚好。在亚利桑那州图森市西南的基特峰国家天文台(Kitt Peak Observatory)，鲁宾正在仔细观察仙女星系的光谱。她一边吃着冰淇淋，一边冲洗同事肯特·福特(Kent Ford，注意下文我们仍然会提到这位爷爷)刚拍摄的照片。这是他们第一次共同确认星系的旋转曲线(Rotation Curve)。

长夜将尽，惊喜却来得令人措手不及。只是这次的惊喜带来了鲁宾对旋转曲线形状的困惑。太平(flat)了吧？过于平的旋转曲线意味着星系螺旋外围的星体与靠近星系中心的星体在以相同速度运行。更值得注意的是，星系螺旋外部的运行速度已经快到用现有可见物质质量无法解释的程度。可见质量的物质并不足以维系整个星系维持现状运行而不解体。

鲁宾与福特的观察显示，仙女星系成为了众多星系中第一个无法用可见物质质量来解释旋转曲线的星系。随后的几十年中，鲁宾用暗物质的存在来解释这些肉眼不可见，但却维系了星系不解体的力量，并持续不断地向天文学界证明暗物质的存在。

其实，鲁宾并不是提出暗物质的第一人。早在1933年，瑞士的天文学家弗里茨·兹威基(Fritz Zwicky)在观测了后发座星系团(Coma Cluster)的运动后第一次提出了暗物质可能存在的假设。他认为如果没有额外质量存在的话，后发座星系团就无法聚合而应该分崩离析。但由于缺乏后续的证据和推演，他的有关暗物质的假设也归于沉寂。

由于鲁宾奶奶关于暗物质的不懈研究，科学家们相信宇宙中只有大约20%的物质为可见物质，其余约80%为暗物质。

那究竟什么是暗物质？答案可能会让人沮丧。我们并不知道暗物质由什么构成。我们只知道暗物质并不是由传统意义上的质子、中子等构成的。我们知道暗物质稳定、质量大且不带电。但除此之外，我们几乎对暗物质一无所知。

Rubin奶奶年轻时的照片，蕙质兰心，眼神智慧又坚定的科研女神啊!

(Credit: dighist.org)

薇拉∙鲁宾于2016年辞世，享年88岁，她是为数不多的在以男性科学家为主体的天文研究领域中有卓越研究功勋的女性天文学家，也是第二位成为美国国家科学院院士的女性天文学家。她因为发现星系转速差异从而证实了暗物质的存在。

她的发现或许并不仅仅具有天文学的意义，还有着社会学的意义。正是她的长期付出，才使得人们在幽邃的宇宙中认识到暗物质的魅影；也正是她的坚定执着，才使得人们又一次在天文学界见证了女性的智慧。男女平等的口号已经持续了很多年，女性的智慧也被证明并不亚于男性。但在天文学界乃至整个学术界，男性的数量依然是主导，这也是一个客观事实。这或许会使人们潜意识里认为女性不适合探索未知的奥秘。但仰望星空是每个人的权利，因为它源自于人内心深处的渴求。愿所有人仰望星空的人，特别是热爱星空的女孩，在追求梦想的路上遇到挫折时，想一想鲁宾奶奶，你就能在闪烁的群星中望见她的笑颜。

参考文献:

1.Giant Telescope in Chile Could Be Named for Pioneering Astronomer Vera Rubin

 Link: https://www.space.com/giant-lsst-telescope-name-vera-rubin.html

2.暗物质发现第一人去世:诺贝尔物理学奖或憾失第3位女性得主,

Link:http://tech.sina.com.cn/d/s/2016-12-29/doc-ifxzczff3384587.shtml

『天文时刻』 牧夫出品

微信号：astronomycn

火星上的“星际迷航”图案

(Credit:NASA)