Por fortuna, aunque despacio, se fueron dando pasos de avance, y —aunque tardíamente— en Princeton (por citar un caso relevante, que no es único) las féminas pudieron realizar doctorados a partir de 1975.

Su firme decisión arropada por la buena disposición de su entorno familiar y la fortuna de tener la ocasión de conocer y tratar con algunos de los mejores de su tiempo; por ejemplo, fue alumna del eminente profesor y premio Nobel Richard Feynman, uno de los físicos más carismáticos del siglo pasado, además de algunos otros nombres de gran talla.

En 1954 defendió su tesis doctoral, dirigida por el notable físico George Gamow (1904-1968). Este científico de origen soviético completó su formación científica con los mejores europeos y había recalado en la Universidad George Washington, una vida viajera tan azarosa como interesante. Digna alumna de grandes profesores.

Actitud social innovadora y entusiasta

Vera Rubin desarrolló una carrera notable dedicada a la observación y el estudio astronómico, y en el aspecto social fue, sin estruendos, una pertinaz defensora de la participación femenina en todos los ámbitos sociales. En ese sentido, estuvo involucrada en el movimiento a favor de la incorporación de las mujeres a los estudios astronómicos y a adentrarse en general en las ramas científicas.

Una vez se estabilizó profesionalmente entre algunas mentes despiertas, pudo desarrollar un hilo de pensamiento propio que le permitió visiones y hallazgos novedosos y plantear la observación galáctica de otra manera.

Un método para detectar la materia oscura

Vera Rubin consiguió una plaza de investigadora en Washington, con la idea de dedicarse a realizar observaciones de la dinámica galáctica con el innovador espectrógrafo de imágenes (instrumento óptico en forma de tubo que utiliza la fotografía para registrar espectros) que había desarrollado el astrónomo Kent Ford (1931-). Ambos, en colaboración, focalizaron su trabajo en el estudio y la búsqueda de la materia oscura; así, observaron que las estrellas no giran alrededor del centro de las galaxias, como se esperaba.

En este estudio detectaron datos de sustancia no visible en el interior galáctico, y eso puso en marcha a los estudiosos que andaban especulando sobre la existencia de materia oscura en el universo. Este concepto encaja en nuestro actual intento de comprensión del universo, dado que resulta útil y explicativo, y se está trabajando en el encaje y desarrollo de sus características en el conocimiento establecido.

Veamos: al observar sistemáticamente el efecto Doppler en las galaxias espirales, Vera Rubin y su colega Ford se sorprendieron al percatarse de que las estrellas periféricas de las galaxias espirales se mueven a velocidades similares a las más cercanas a la parte central (el núcleo galáctico), que es la región donde abundan las estrellas.

La dinámica gravitatoria galáctica que detectaron resultó sorprendente, esto es: la masa visible que observaron no es suficiente para mantener estrellas rápidas en órbita. Este hecho les llevó a pensar que debía existir materia no visible en las regiones más alejadas del centro galáctico, ya que en estas zonas hay un número mucho menor de estrellas que en el centro. Realizaron las observaciones en más de sesenta galaxias espirales y siempre constataron el mismo fenómeno.

El efecto Doppler, herramienta valiosa de observación astronómica

La importante información que el efecto Doppler proporciona en estudios físicos de escala diferente a la asequible para la capacidad humana de algunas propiedades y características es un muy valiosa para estudiar este tipo de fenómenos sin el auxilio de algún ingenio, por ejemplo, de tipo astronómico.

El efecto Doppler en dinámica estelar es una herramienta para estudiar la ubicación de las estrellas y otros objetos astronómicos lejanos. Un observador que percibe el acercamiento de una fuente luminosa detecta una disminución de la longitud de onda de la luz que se aproxima (desplazamiento al azul), el alejamiento de la fuente implica un aumento de la longitud de onda (desplazamiento al rojo). El cambio de longitud de onda es proporcional a la velocidad de la fuente de luz en relación con el observador.

Rubin y Ford efectuaron las mediciones de los cambios Doppler en los discos de varias galaxias. Para ello calcularon las velocidades orbitales de las estrellas en diferentes regiones de las galaxias espirales que estudiaban.

En la parte central (núcleo galáctico) de las galaxias espirales se concentra gran número de estrellas visibles. Por eso se asumía que también casi toda la masa (o lo que es lo mismo, la gravedad galáctica) se concentra en la zona central. Asimismo, en las zonas periféricas galácticas al haber menos estrellas, la masa medible en teoría debería ser menor, y las estrellas más alejadas del núcleo galáctico (por analogía con el funcionamiento del Sistema Solar se deberían mover más lentamente que las más cercanas). El proyecto de investigación era determinar la distribución galáctica de la masa.

Para ello Rubin y Ford —mediante el uso del espectrómetro— analizaron el espectro de luz en diferentes lugares de las galaxias espirales. Las estrellas situadas en el disco galáctico giran en órbitas casi circulares entorno al centro galáctico; si este disco se inclina hacia nuestra visual, por un lado, las estrellas se aproximan hacia nosotros y, por el opuesto, se alejan. Expresado en términos ópticos percibimos un acercamiento al azul de las emisoras más próximas y un corrimiento al rojo de las más lejanas. En formulación ondulatoria, en el primer caso, la longitud percibida disminuye y, en el segundo, la longitud de onda crece. Esto es efecto Doppler: longitudes de onda proporcionales a la velocidad de la fuente de luz.

La medición de las variaciones del efecto Doppler en distintas galaxias sirvió para determinar velocidades orbitales de las estrellas en varias zonas galácticas.

Observadora impenitente

Fue la primera mujer en trabajar en el Observatorio del Monte Palomar, aunque también desarrolló su labor en otros grandes observatorios. En cierta ocasión, desarrollando una investigación en Chile, circuló una anécdota sobre cierta sesión nocturna en el Observatorio de la Campana, según la cual todas las observaciones fueron hechas por astrónomas, siendo ella misma una de estas mujeres, situación por la que todas se congratularon y lo manifestaron públicamente.

En todas las etapas de su vida científica realizó un buen número de aportaciones y proporcionó pruebas de diferente tipo de sus observaciones, todas efectuadas directamente de sus detecciones de materia oscura: observando, estudiando y analizando con telescopios cada vez más especializados, perfeccionados y potentes. El propósito de localizar una parte no visible de la materia constituyente de las galaxias sirvió como puerta de entrada a una nueva vía de estudio y de intento de avance en la comprensión del universo.

En los trabajos que se han citado sobre la materia oscura encontró que la razón materia oscura/materia luminosa es de orden diez. A este propósito afirmaba que «estamos en ese mismo orden en el nivel de nuestro conocimiento y dando un paso pequeñito en la salida del jardín de infancia en lo que respecta al conocimiento de las galaxias». Recordando aquel dicho popular de «lo que se ve es lo que hay», ella afirmaba que esa idea no sirve en las galaxias.

Vera Rubin se reafirmó en esta relación materia visible/materia invisible (oscura) en el curso de toda su vida científica, lo que le resultaba una posible idea desde su época de postgrado. Estar al día es imprescindible para avanzar, y ella, estudiosa concienzuda, conocía los trabajos que el astrofísico suizo Fritz Zwicky (1898-1974) había realizado: escudriñando el cúmulo de Coma había encontrado, mediante la observación de la velocidad de varias galaxias con el soporte del efecto Doppler, que las galaxias pertenecientes al cúmulo se mueven a una velocidad tan elevada que se escaparían de esta estructura si únicamente actuara la gravedad de la masa visible, es decir si no hubiese algo material no detectado que contribuyera a la estructura o hiciera de pegamento que la mantiene unida.

Análisis galáctico de por vida y otros hallazgos sorprendentes

Vera Rubin continuó acrecentando el conocimiento acerca de las estructuras galácticas. Así, en 1992, observó una galaxia con una característica desconocida, la NGC 4550. En esta formación observó que aproximadamente la mitad de las estrellas del disco orbitan en un sentido y la otra mitad en sentido opuesto, y además la estrellas no están separadas por el sentido de giro orbital. La idea es que podría tratarse de una fusión de dos galaxias que giran en sentidos opuestas. Vera Rubin siguió con sus observaciones y análisis de las galaxias y halló otros comportamientos galácticos sorprendentes. En algunos estudios posteriores, ella y sus colegas encontraron que aproximadamente la mitad de las galaxias en el gran cúmulo de Virgo presentan signos de perturbaciones debido a encuentros gravitacionales cercanos con otras galaxias.

Prácticamente hasta el final de su vida estuvo en activo, aportando a las siguientes generaciones conocimientos, ideas, métodos de trabajo y obteniendo, ella misma, muy buenos resultados y refinando datos y proporcionando sugerencias, enseñando métodos de trabajo, y ayudando a las nuevas generaciones.

Nota personal de la autora:

En el año internacional de la astronomía (2009) se celebró en Roma en la Accademia dei Lincei un congreso internacional de las mujeres de la astronomía. Allí nos reunimos un gran número de personas, entre las invitadas se hallaba Vera Rubin, que por edad y salud asistió telemáticamente desde EE. UU., y dio una bonita charla de su especialidad y siguió animando a las chicas a continuar.