زندگینامه ورا روبین، کاشف ماده تاریک

   ورا روبین در 23 جولای سال 1928 در شهر فیلادلفیا به دنیا آمد. او در کودکی به دلیل علاقه زیاد به دنیای اسرارآمیز ستارگان با شب بیداری خود به تماشای تدریجی صورت های فلکی، حول ستاره قطبی از پنجره اتاق خود می پرداخت.

   ورا روبین با ورود به دانشگاه واسار در سن 17 سالگی توانست سه سال بعد از آن با مدرک کارشناسی اخترشناسی فارغ التحصیل شود. وی به دلیل علاقه زیاد به ادامه تحصیل در دانشگاه پرینستون به دلیل اعتباری که این دانشگاه در اخترشناسی در سطح جهان داشت اقدام به ارسال رزومه تحصیلی و فرم های مربوطه برای ادامه تحصیل در این دانشگاه کرد که به دلیل عدم پذیرش زنان در تحصیلات تکمیلی تا سال 1971 از ادامه تحصیل در این دانشگاه باز ماند. بنابراین وی برای ادامه تحصیلات خود به دانشگاه کورنل رفت که در انجا چندان مورد توجه قرار نگرفت.

   وی در دوره تحصیلات تکمیلی خود توانست درس مکانیک کوانتومی پیشرفته را با هانس بته – که بعدها به سبب تشریح واکنش های گداخت هسته ای در خورشید، جایزه نوبل گرفت –بگذراند. روبین الکترودینامیک کوانتومی را نیز از ریچارد فاینمن مشهور فراگرفت. روبین پس از اتمام دوره کارشناسی ارشد، برای گرفتن دکترا به دانشگاه جورج تاون رفت. تز دکترای او در مورد نحوه توزیع کهکشان ها در جهان بود.

   پس از اتمام دکترا وارد بخش اخترشناسی موسسه تحقیقاتی کارنگی در واشنگتن شد و در آنجا بود که تحقیق بر روی چرخش کهکشان های مارپیچی را آغاز کرد، تحقیقی که نهایتاً یکی از بزرگ ترین معماهای فیزیک از دل آن سر برآورد.

   ورا روبین و همکارش کنت فورد آهنگ های دوران عده ای از کهکشان های دور را در رصدخانه ملی کیت پیک آریزونا اندازه گرفتند. آنان این کار را با اندازه گیری جا به جای دوپلری خوشه های نورانی ستاره های جای گزیده در درون هر کهکشان واقع در فاصله های گوناگون از مرکز کهکشان انجام دادند. یافته های آنان شگفت انگیز بود؛ تندی مداری ستاره ها در کناره مرئی بیرونی کهکشان در حدود تندی مداری ستاره های واقع در نزدیکی مرکز کهکشان بود.

   چنانچه نتایج نشان می دهد اگر تمام جرم کهکشانها با نور مرئی نمایش داده شود چیزی نیست که ما انتظار دیدنش را داشته باشیم. نقش یافته شده توسط روبین و فورد هم آن چیزی نیست که ما در منظومه شمسی پیدا می کنیم. برای مثال تندی مداری پلوتو (دور ترین سیاره از خورشید) فقط در حدود یک دهم تندی مداری عطارد (نزدیک ترین سیاره به خورشید) است.

   تنها توجیه درباره یافته های روبین و فورد که با مکانیک نیوتونی سازگار است این است که یک کهکشان شامل نوعی ماده است خیلی بیشتر از آنچه می بینیم. در واقع بخش مرئی یک کهکشان فقط نمایشگر 5 تا 10 درصد جرم کل کهکشان است. علاوه بر این مطالعات مربوط به چرخش کهکشانی و بسیاری مشاهدات دیگر ما را به این نتیجه می رساند که جهان سرشار از ماده ای است که ما نمی توانیم آن را ببینیم.

  اندازه گیری های روبین نشان داد که کهکشان ها با چنان سرعتی در حال چرخشند که قاعدتاً باید تاکنون مضمحل می شدند. پس باید ماده ای ناشناخته و تاریک، فضای درون کهکشان ها را پر کرده باشد تا با نیروی گرانش خود، از اضمحلال کهکشان ها جلوگیری کند. اینگونه بود که معمایی به نام «ماده تاریک» پا به عرصه فیزیک گذاشت، ماده ای اسرارآمیز و ناشناخته که 90 درصد جرم کل جهان را تشکیل می دهد اما ما هنوز هم از ماهیت آن هیچ نمی دانیم.

 

اطلاعات تکميلي

  • سازمانهاي وابسته: موسسه تحقیقاتی کارنگی
  • حوزه کاربرد: چگونگی کشف ماده تاریک