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天文学界的“明星”:薇拉·鲁宾的一生

2021-5-26 01:48| 发布者: IMUFU-KANE| 查看: 6791| 评论: 0

摘要: 原文作者:Alison Abbott她确定了暗物质的存在,研究了螺旋星系,抗争了不平等。智利在建的薇拉·鲁宾天文台将于2023年启动科研工作。为期10年的时空遗迹巡天(Legacy Survey of Space and Time)计划 ,有望“探测 ...


原文作者:Alison Abbott

她确定了暗物质的存在,研究了螺旋星系,抗争了不平等。

智利在建的薇拉·鲁宾天文台将于2023年启动科研工作。为期10年的时空遗迹巡天(Legacy Survey of Space and Time)计划 ,有望“探测到比之前所有天文望远镜加起来还多的宇宙。”

再合适不过了。鲁宾(1928–2016)把她的一生奉献给了天文观测,她整个职业生涯都在遥望渐行渐远的星系中逐渐在视野中黯淡的恒星——一开始用的天文望远镜基本看不清银河系以外。她最值得关注的研究乃是对宇宙无比细致的观测,她的观测为占宇宙质量85%的神秘物质——暗物质的存在提供了证据。



1974年天文学家薇拉·鲁宾在研究感光底片。来源:Carnegie Institution for Science

同样切题的是,薇拉·鲁宾是第一位赋名于大型天文台的女性,这位女性同样是天文学界和社会中积极的平等倡导者。她是许多人的榜样:她一路克服文化上的巨大障碍,在观测天文学领域取得了成功。

相关图书


《薇拉·鲁宾:人生一场》

(Vera Rubin: A Life)

作者:Jacqueline Mitton & Simon Mitton

出版社:Belknap Press (2021)

最近新出的传记《薇拉·鲁宾:人生一场》(Vera Rubin: A Life)记录了她的诸多成就。该书的作者是天文学家Jacqueline Mitton 和 Simon Mitton。这本书讲述了鲁宾出生在宾夕法尼亚州的一个移民家庭,因20世纪30年代的大萧条而陷入贫困。但在父母对她科学天赋的支持下,她度过了愉快的童年。十来岁时,她参加了当地的天文学爱好者俱乐部的集会。用从油毡店讨来的大硬纸板管子,从科研器材店买来的物镜,她制造了自己的天文望远镜。

这本书按时间顺序记录了她的职业道路。从一开始她求学于纽约瓦萨学院(20世纪40年代向本科生传授天文学知识的少数女校之一),到1965年受聘于华盛顿卡耐基研究所,并在那儿一直工作到退休。‍‍‍‍‍2005年,鲁宾在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal )上发表了最后一篇论文,时年77岁 。

鲁宾最热爱的是螺旋星系。可以说,她最重要的贡献是测量了恒星绕着星系中心旋转的速度,这为暗物质理论提供了证据。长久以来研究者们认为,恒星离星系中心越远,旋转速度就越慢,就好像离恒星越远的行星的转速越慢一样。

1962年她发表的论文利用已知的星表数据驳斥了上述理论,这是她最早的论文之一。(一个特别“鲁宾”的小插曲:她威胁如果不让她的学生列入共同作者,就撤回论文。)她指出,根据已有的数据,不管恒星离星系中心的距离为何,它们的旋转速度大体不变。当时这篇论文遭遇了不少批评,但最终证明没错。



智利的薇拉·鲁宾天文台将进行大视场巡天观测。来源:Rubin Observatory/NSF/AURA (CC BY 4.0)

几年后,她和同事Kent Ford得到了肯定的观测证据。Ford研发了一种电子技术,最普通的天文望远镜也能因之提高性能。精确的测量结果为天文学家提供了证据,证明暗物质的存在,以及它们如何像围绕星系的光环般分布,提供的引力维持了星系的稳定。

在20世纪60-70年代,鲁宾观测了类星体,涉足了观测宇宙学,研究了宇宙膨胀中的不规则性(irregularity)。传记作者写道,她并不喜欢这些充满无情竞争的领域,因此不久后还是回去研究她钟爱的螺旋星系。她获得了一系列的奖项和荣誉,其中包括英国皇家天文学会金质奖章。

在女科学家得不到多少支持和理解的时代,她是如何获得这么多成就的呢?这本传记认为,是靠勇毅和家庭。一次她的导师告诉她,因为她11月要生第一个孩子,因此在美国天文学会12月的年会上他会用自己的名字发表她的硕士研究,这件事令她震惊。结果,她的父母冒着暴风雪开车500公里,把她和新生儿带到会场并帮她照料孩子,好让她自己来做演讲。

这本传记也讲了她所面临的许多类似偏见。另一个例子是,她的第一个导师(女),瓦萨学院天文系系主任Maud Makemson在她20岁结婚的时候表示了强烈反对。鲁宾认为没有必要因为科学放弃家庭,而在当时许多女性却认为两者恐怕不可兼得。她养育了4个孩子,他们后来都成了科学家。还有一个广为流传的故事,关于加利福尼亚州帕洛马山天文台因为只有一个厕所而不让女天文学家过去研究,而鲁宾又是如何寻求支持好在那里进行观测。

鲁宾是在事业稳定后才开始对不平等发声的,她并没有设法绕过这些问题。她积极推动女性参与科研决策以及在会议上演讲。她也参与了不少更广泛背景的平权活动和游行。

她还抨击了期刊。1970年,她给当时《自然》的编辑John Maddox写了一封信,对一个招聘启事表示了不满,因为这个招聘启事给女性的薪水更低。她提出,男性应该要更低的薪水,否则《自然》“就不应该发布这种歧视性的广告。”在回信中Maddox写道:“我们支持女性解放,但不是所有读者都能同意你的观点。”

虽然这本书里有不少这样精彩的轶闻,但是作者没能让鲁宾在这些叙事中变得栩栩如生——没能让读者体会到鲁宾在日常生活中会是个什么样的人。不过,作者们倒是把鲁宾的故事放在了20世纪物理史的大框架中。20世纪的世界大战,冷战,逃离纳粹和共产主义政权的难民科学家,都对美国天文学进入太空起了作用。这条线索和鲁宾的人生一样吸引人。本书并未提到鲁宾对当时政治大事件的看法。或许她杰出科研成就的事实,就足以说明很多。

原文以Vera Rubin, astronomer extraordinaire — a new biography为标题发表在2021年3月22日的《自然》书评版块上

© nature

doi: 10.1038/d41586-021-00734-4

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