平衡车-她是供给暗物质存在依据的第一人,却没能逃过诺奖的“潜规则”

2017年11月30日,是我国科学界值得自豪的日子。

闻名期刊《天然》发布:我国人用自己发射的“悟空”号卫星,为全人类初次发现疑似暗物质踪影。

如此重磅的音讯令世人欢腾,一旦证明将直接改写咱们的物理讲义。

虽然现在仍未确认,但正如中科院院长白春礼所言,这无论如何都将是一项严重发现。

而暗物质无疑是21世纪最重要的科学疑团,至今无法知晓它终究是什么。

科学家能确认的是,世界中存在许多咱们看不见摸不着的物质。

可分明世界中有着那么多灿烂夺目的星星,怎能让人信任世界中许多的东西是底子看不到的?

这关于许多人来说,承受这一主意不亚于登天。

正因如此,当暗物质这一概念初次提出时遭遭到了各样萧瑟。直到这位女地理学家维拉鲁宾的呈现才打破这一僵局。

她是为全人类证明暗物质存在的第一人,真实创始了暗物质研讨的范畴。

正是她的发现,才完全推翻了咱们对整个地理学和物理的知道。

但是,她的终身也和其时其他女科学家相同,科研路充溢弯曲。

在轻视与不平衡车-她是供给暗物质存在依据的第一人,却没能逃过诺奖的“潜规则”公中,她完全是靠着不服输的精力向前冲,才取得必定。

惋惜的是,直到这位“暗物质之母”逝世时,也没能成功取得诺贝尔奖。

维拉鲁宾,一个降生在美国犹太家庭里的女孩。

她从小就痴迷于灿烂的星空,立志当一名地理学家。

14岁那年,她在父亲的协助下成功制作了一架望远镜。

小小年纪的她还假充高中结业生参与各种地理爱好者的集会。

但是,在那个时代女人想要搞科研不免遭受冷眼。

她的高中物理教师就老是用杨玉莹冷言冷语的情绪劝她远离科学。

对此,她反倒披荆斩棘考上了凡瑟学院,成为地理系仅有的女生。

在大一的暑假,她知道了罗伯特鲁宾,一位来自康奈尔大学的研讨生。

结业后,他们走进了婚礼的殿堂。

不像大部分女子从此走上相夫教子的路途,她挑选了持续进修。

她本来打算在普林斯顿大学攻读研讨生,可其时该校不答应女人研讨地理学。

普林斯顿的院长直接将其拒之门外,并以为女人学习地理学毫无意义。

不过,在她的坚持与尽力下,她先后在康奈尔和乔治城大学取得了硕士和博士学位。

在这期间,她也找到了自己为之入神的研讨方向——星体运动的规则。

在她的硕士论文里,她就剖析了超越一百个星系的运动,博士论文更是研讨了世界中星系散布的规则。之后,她凭借着优异的体现进入了乔治敦大学作业,但经常遭到区别对待。

一次,她带着1个月大的婴儿在暴风雪中驱车前往另一个洲参与学术会议。当她在会上有理有据地指出自己对一份论文的质疑时,却因女人身份遭到了无理的侮辱。



又比方,当她很侥幸取得了与闻名的天体物理学家乔治加莫的会晤时机,却因女人不被答应待在办公室的荒唐规则使得两人只好在大厅的走廊进步行谈判。

相似的作业不在少数,但她仍专心自己的作业,并于1965年成为历史上第一位有权运用帕洛玛地理台的女科学家。

在她之前,女人是禁绝到帕洛玛地理台进行作业的。

可当到了地理台之后感遭到了不少歹意。最难以忍受的是在那里她找不到能够上厕所的当地。

为了标明反对平衡车-她是供给暗物质存在依据的第一人,却没能逃过诺奖的“潜规则”,她只好回到房间将纸剪成裙子状,并将其粘到了某个男厕的门上。

处理完日子中琐碎的问题后,鲁宾持续洋溢着对地理学研讨的热心。

凭借着第一流的设备,她和地理学家肯特福特经过拍照光谱对悠远天体的运动进行研讨。在那个时代,地理台拍照到的光谱能将天体宣布的光分隔成不同的色彩,经过多普勒效应就能知道方针天体的运动状况。

所谓的多普勒效应,是指波源和观测者之间存在相对运动,会导致丈量频率改动。

假定两者彼此挨近,频率添加;反之则频率减小。

比方当轿车挨近时汽笛声会越来越嘹亮,而远去时声响会变得十分消沉。

多普勒效应

多普勒效应适用于一切类型的波,当然也包含电磁波,光波。

由此,科学家爱德华哈勃提出了世界正在胀大的规则:星系和类星体离咱们越远,它们宣布的光就会愈加呈赤色,也便是逐步向光谱的低频部分移动。

简略来说,假定恒星面朝咱们而来,那么它们宣布的光波长会被紧缩,发生所谓的蓝移现象假定恒星远离咱们而去,那么它们宣布的光波长会被拉伸,发生所谓的红移现象。

地理学家则能用光谱仪将星光分解为十分细微的谱线,经过详尽地比对星系不同部分谱线中存在的差异,获悉星系不同部分相关于地球的运动速度。

那个时候,鲁宾拍照的是离人类最近的大型星系仙女座的光谱。

仙女座的大银河

依照牛顿的万有引力定律,假定你在太空中环绕一个质量更大的天体旋转,那么你离那个天体越远,你的运动速度就应该越慢。

比方,在太阳系里,离得近的水星在其轨迹上绕太阳作业的速度就比离得远的海王星快。

鲁宾在核算和制作星系中星星的作业速度图时,猜测成果应该是这样的:

越挨近银心的星星就作业的越快。反之,当跟着星星远离银心,轨迹速度就越来越慢。

但是当她废寝忘食地将成果算出来后,却意外地发现星系边际的恒星和离中心更近的星星作业速度大致相同。

一开始,鲁宾以为是核算进程出错了,可重复核算仍是得到了相同的成果。

为了找出原因,她查阅了其他材料,才知道自己并非是首个注意到该异常现象的人。

就在30时代,美国地理学家HW巴布科克也曾调查到邻近的仙女座星系旋转得比猜测得快。

无独有偶,瑞士地理学家弗里茨兹威基也在后发座星系团的一些星系中发现了这种现象。

初次提出暗物质概念的弗里茨兹威基

他们对这种现象提出了不同的解说,巴布科克以为这可能与光的吸收有关。而弗里茨则是提出是因为星系周围存在的不发光物质的影响。

可因为他们只是在单个星系中发现该现象,并未证明也没有引起科学家的注重。

为了进一步解说这一现象,鲁宾首先进行了大规模的研讨。

仔细的鲁宾一遍遍地制作了银河系的运动曲线,并标记了从中心到边际的速度。

终究,她发现这种现象不只存在于单个星系中而是遍及存在于世界中。

20世纪70时代 ,她将这一发现撰写成论文并宣布在相关的地理期刊上。

论文中不只发布了大批数据,还显现她研讨对10个星系的研讨成果。

和开始的观测成果相同,一切的旋转曲线都是相对陡峭的。

无论是远离星系中心的恒星,仍是间隔星系中心更近的恒星旋转的速度都差不多快。

在这基础上,她还意识到暗物质的假定和她对星系的研讨平衡车-她是供给暗物质存在依据的第一人,却没能逃过诺奖的“潜规则”发现是共同的。

她的核算标明,星系中的暗物质至少含有一般物质的五到十倍。

假定星系里存在许多咱们无法探测到的物质,那么这就能解说银河系旋转得那么快了。

可一开始,鲁宾的研讨成果并未能取得支撑,乃至遭到了同行的许多嘲讽。

幸亏,无可辩驳的试验依据使暗物质逐步成为了科学家研讨的抢手课题。

自80时代以来,就不断有观测材料支撑暗物质的存在,包含星系团对布景物体的引力透镜,星系和星团中热气体的温度散布,以及世界微波布景中的各向异性形式。

哈勃太空望远镜在阿贝尔1689中观测到的强引力透镜标明存在暗物质 - 扩大图画以调查透镜弧

在之后的几十年里,鲁宾持续研讨这数以百计的星系,搜集关于暗物质更多的依据。

而她也凭借着暗物质的研讨,取得简直一切的地理物理学奖,被誉为“暗物质之母”。

1993年她取得了美国最高成果的科学奖。

3年后,她取得皇家地理学会金奖,成为自卡罗琳赫歇尔之后第一位取得该荣誉的女人。

1993年,罗宾取得美国国家科学奖章

别的,她功成名就之后,也在四处为科学界的女人争夺权益,鼓舞更多的女人进入地理学以及其他科学范畴。

在她的影响下,越来越多的女人进入在地理学范畴作业,并得到了应有的尊重。

能够说,她靠着自己的力气在以男性为主导的地理学范畴,为女人拓荒路途做出了巨大贡献。

鲁宾在2009年NASA女地理学家会议上,左二为鲁宾

因为她的创始性发现,她屡次被提名诺贝尔物理学奖。

但是,直到她2016逝世时,仍未摘得诺奖的桂冠。

对此,不少人以为她又是一位因性别轻视遭到诺奖萧瑟的科学家。

她的逝世就像华裔女物理学家吴健雄未得诺贝尔奖相同,成为诺奖史上的一大惋惜。

或许对鲁宾来说,声誉是转瞬即逝的流星,真实的奖赏是发现新东西。

至于人类现在知之甚少的暗物质,其实对了解世界的构成、演化、完善物理学都有着严重意义。

它的存在也正如鲁宾所言:“对不住,我知道这么少。对不住,咱们都知道的很少。但这很风趣,不是吗?”