El 11 de febrero de 2017 fue decretado Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia por la Organización de las Naciones Unidas (ONU). En este día instaron para que la comunidad internacional se comprometa a apoyar e invertir en pos de la inclusión de la mujer en la ciencia. Aunque en el último siglo las mujeres han avanzado en este aspecto, queda todavía mucho trabajo por hacer en tanto que las cifras de mujeres graduadas en ciencias se encuentran por debajo de la de sus colegas hombres.
Por César Arroyo Cárdenas*
En particular, esta inequidad entre el número de mujeres y hombres en la ciencia se ha dado por una creencia histórica de que las mujeres, por su condición de mujer, no poseen las capacidades para trabajar en el ámbito científico. A día de hoy, e inspirados por el más firme espíritu científico, sabemos que no existe evidencia que soporte esta afirmación. Por estas razones y también por la gran importancia del personaje dentro de la astronomía se me ha sugerido amablemente escribir un artículo sobre la recientemente fallecida Vera Cooper Rubin. Esta astrónoma norteamericana es una de esas heroínas de la ciencia que triunfó a pesar de tener mucho en contra. Es un ejemplo a seguir, tanto para hombres como para mujeres, debido a la pasión incansable que demostró en su trabajo, a sus cualidades científicas y a su calidez humana.
Vera Rubin (nacida Vera Florence Cooper) nació el 23 de julio de 1928 en Filadelfia, Pensilvania. Nació en el seno de una familia conformada por inmigrantes judíos del este de Europa. Como toda persona que tiene la ciencia como vocación, desde pequeña empezó a hacerse preguntas curiosas respecto al funcionamiento del mundo. Su fascinación temprana fue el cielo nocturno, el cual podía observar incansablemente desde su cama en su habitación en Washington, D. C., a donde su familia se mudó cuando tenía 10 años. Cuenta en su artículo autobiográfico ‘An Interesting Voyage’, que debido a la vista que tenía del cielo nocturno “pronto era más interesante mirar las estrellas que dormir”. Su primer encuentro con la misoginia de la ciencia de esa época fue en la preparatoria, donde su profesor de Física hacía comentarios de ese talante en clases. Es famosa la historia en la que al pasar al Vassar College y comunicarle la noticia a su profesor, este le respondió con un “Te debería ir bien, siempre y cuando estés alejada de la ciencia”. Coincidencialmente, Vera Rubin escogió este sitio porque en esa institución trabajó la primera astrónoma reconocida nacionalmente en Estados Unidos, Maria Mitchell.
Vera Rubin culminó satisfactoriamente sus estudios de licenciatura en tres años. Fue en esta época de culminación de sus estudios que se casó con Robert Rubin, teniendo tan solo 19 años y con quien eventualmente tendría cuatro hijos. Todos sus hijos terminarían siendo científicos: dos de ellos doctores en Geología, una doctora en Física (con la cual tendría muchas colaboraciones a lo largo de los años) y otro doctor en Matemáticas. En una entrevista para la revista Discover en junio de 2002 contó que el reto más grande que enfrentó siendo una joven científica fue el de hacer su trabajo y al mismo tiempo criar a sus hijos. Durante toda su época de joven científica tuvo que trabajar a medio tiempo, e incluso, muchas veces tuvo que trabajar desde casa. Era tan abrumador el trabajo que llevaba, que en una entrevista anterior para la revista Discover en 1990 admitió que “de hecho, lloraba cada vez que la Astrophysical Journal (una prestigiosa revista en Astrofísica) llegaba a casa”.
A pesar de estas dificultades, Vera Rubin pudo realizar sus estudios de maestría y doctorado satisfactoriamente. Su maestría fue realizada en la Universidad de Cornell donde tuvo maestros de la talla de Richard Feynman (premio Nobel de Física 1965), Philip Morrison y Hans Bethe (premio Nobel de Física 1967). Aún así, Rubin decidió perseguir la astronomía y realizó su maestría bajo la tutoría de la doctora Martha Stahr. En su tesis de maestría, en la cual analizó las velocidades de 109 galaxias, concluyó que era posible que las galaxias tuvieran movimientos diferentes a los de la expansión del Universo como un todo. Este fue uno de sus primeros encuentros negativos en la ciencia. Al presentar sus resultados en la Reunión de Asociación Norteamericana de Astronomía de 1950, cuenta que “varios hombres que sonaban enojados fueron uno por uno a decirme porque no podía hacer ‘eso’”. Al mudarse a Washington nuevamente, pudo realizar sus estudios de doctorado en la Universidad de Georgetown. Ahí, bajo la dirección del eminente George Gamow, analizó la distribución de galaxias en el espacio y concluyó que estas se podían encontrar por cúmulos, es decir, agrupadas en el espacio. Esta idea fue ignorada por los próximos 20 años, principalmente porque se tenía la creencia de que la distribución de galaxias en el Universo debía ser homogénea. A día de hoy, sabemos que la conclusión de Rubin en este aspecto es correcta y que las galaxias se encuentran distribuidas en una gran ‘Red cósmica’ que está organizada de forma jerárquica.
Después de obtener su doctorado, Vera Rubin trabajó en la Universidad de Georgetown por 10 años. En ese tiempo, fue capaz de hacer una estancia de investigación donde trabajó en conjunto con los esposos Geoffrey y Margaret Burbidge en La Jolla, California en la época de 1963-1964. Margaret Burbidge fue una gran influencia para Vera Rubin. Ambas vivieron en una época en la que los grandes observatorios, e incluso algunas instituciones científicas en Estados Unidos, eran prohibidas para las mujeres. Ambas abogaron fuertemente por la inclusión de las mujeres en la ciencia y fueron pioneras en este aspecto ocupando importantes puestos políticos en los que trabajaron fuertemente por esta causa. Margaret Burbidge y Vera Rubin son 2 de las solo 5 mujeres (una de las 3 restantes, Sandra Faber, se graduó como doctora bajo la asesoría de Rubin) en la historia de los Estados Unidos en recibir la Medalla Nacional de Ciencia en el campo de Ciencias Físicas. En contraste, este premio ha sido ha otorgado a 132 hombres en ese mismo campo. Clara muestra de la desigualdad que existe entre el reconocimiento del trabajo de científicos y científicas. Ambas también fueron miembros de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos desde donde prosiguieron su lucha por la inclusión de las mujeres en la ciencia.
La historia de Burbidge y Rubin también está relacionada con los observatorios de Monte Wilson y Monte Palomar ubicados ambos en California. La Carnegie Fellowship era la beca que se otorgaba para realizar observaciones en cualquiera de estos dos sitios y durante mucho tiempo fue negada a mujeres. Estos dos observatorios eran, así, bastiones de la misoginia en la Astronomía de la época. La primera mujer que realizó observaciones en alguno de estos sitios fue Cecilia Payne-Gaposchkin en el observatorio de Monte Wilson. Aun así, esto solo fue una invitación de cortesía y Cecilia utilizó uno de los telescopios de Monte Wilson por tan solo unas cuantas horas. Margaret Burbidge, por otro lado, fue la primera mujer en realizar extensas observaciones en uno de los telescopios de estos observatorios. Esto, sin embargo, ocurrió en las sombras. Debido a que su esposo, Geoffrey Burbidge, obtuvo la beca que permitía el uso de telescopios en Monte Wilson, Margaret tuvo la posibilidad de realizar observaciones gracias al acceso que tenía Geoffrey. Legalmente, la primera mujer en observar en alguno de estos sitios fue Vera Rubin en Monte Palomar. Rubin fue invitada por Allan Sandage a usar un telescopio en cualquiera de estos observatorios. Siendo así, Rubin aplicó por tiempo en el observatorio de Monte Palomar y en diciembre de 1965 se convirtió oficialmente en la primera mujer en realizar observaciones en alguno de estos sitios. Antes de Rubin, las becas que permitían el acceso a estos observatorios eran negadas para mujeres arguyendo que las instalaciones no eran aptas para que mujeres trabajasen en él. El argumento se basaba en que las instalaciones solo tenían un baño y era para hombres.
Aunque realizó trabajos interesantes antes de 1965, sus mayores contribuciones a la ciencia empezarían después de este año, cuando se adjuntó al Departamento de Magnetismo Terrestre de la Carnegie Washington Institution. Ahí conoció a su colega y amigo de por vida, el Dr. Kent Ford (nacido en 1931), el cual durante su vida investigativa fue un talentoso astrónomo que se especializaba en el diseño de instrumentos que permitieran mejorar las observaciones astronómicas. Ford desarrolló un espectrógrafo electrónico que permitía reducir el tiempo de observación en un factor de 10 comparado con las placas fotográficas antiguas. Un espectrógrafo es un instrumento que permite separar la luz de cierta fuente en término de su frecuencia y que graba la señal mediante un cámara. Ford y Rubin se embarcaron juntos en la tarea de medir espectros de diferentes objetos del Universo con este nuevo espectrógrafo. Eventualmente, su atención se dirigió hacia la galaxia Andrómeda (M31), de la cual midieron la velocidad de sus estrellas en función de la distancia al centro galáctico. Sus resultados fueron publicados en 1970, donde mostraron que la velocidad rotacional de las estrellas en la galaxia de Andrómeda no disminuía hacia cero a medida que se alejaban del centro de esta. Este fue el segundo encuentro de Rubin con las llamadas curvas de rotación planas. El primer encuentro se dio en 1962 mientras estaba en Georgetown la cual también es una historia digna de contar. Junto a los estudiantes de uno de los cursos que dictaba, se pusieron a la tarea de determinar las velocidades de las estrellas de la Vía Láctea en función de la distancia al centro de esta. Obtuvieron una curva de rotación plana. Al mandar el artículo a publicación a la Astrophysical Journal, el editor llamó para decir que publicaba el artículo pero sin los nombres de los estudiantes. Vera Rubin contestó que entonces retiraría el artículo, a lo que el editor no tuvo más remedio que publicarlo con los nombres de los estudiantes. Esta es una muestra de la amabilidad con los estudiantes que siempre tuvo Vera Rubin a lo largo de toda su carrera.
Una curva de rotación de una galaxia es una gráfica que muestra la velocidad a la que rotan las estrellas de la galaxia alrededor del centro. Según las estrellas que se observan en las galaxias y de acuerdo a la teoría newtoniana, la velocidad de las estrellas debería disminuir, tendiendo a cero, a medida que nos alejamos del centro de esta. Esto, sin embargo, no es lo que se encuentra. En la figura mostrada, podemos observar dos curvas de rotación tomando como ejemplo la galaxia M33. La curva representada por una línea discontinua es la que se espera de acuerdo a la teoría newtoniana según la masa de las estrellas que se observan en la galaxia. Por otro lado, la curva representada por una línea continua es la curva de rotación que se infiere a partir de las observaciones espectrográficas. Mediante estas observaciones espectrográficas, se puede separar la luz de la galaxia en cada región en términos de su frecuencia. Al obtener el espectro lumínico de una región de la galaxia, podemos seguir los rastros que dejan ciertos elementos químicos en este, y al identificar estos rastros es posible saber a qué velocidad están rotando las estrellas. Este era el trabajo en que se especializaban Rubin y Ford y es lo que permite obtener los puntos amarillos de la gráfica. Los puntos azules se obtienen mediante el mismo principio pero siguiendo un rastro muy específico, uno causado por las nubes de hidrógeno que se encuentra orbitando las galaxias. Es notable la diferencia que hay entre la curva esperada (discontinua) y la curva obtenida por observaciones (continua). En la primera, la velocidad disminuye a medida que nos alejamos del centro; mientras que en la segunda, esta va en aumento. A las curvas continuas que se observan en muchas galaxias del Universo se les llama curvas de rotación plana. Esto debido a que, en general, la velocidad tiende a mantenerse constante, incluso a distancias muy lejanas del centro de la galaxia. A esta discrepancia entre las curvas de rotación planas y las curvas que se esperan teóricamente según la masa observada de la galaxia se le conoce históricamente como ‘el problema de las curvas de rotación planas’.
El problema de las curvas de rotación planas consistía, entonces, en que las velocidades de las estrellas en las afueras de las galaxias es muy alta en comparación a lo que se espera debido a la física newtoniana si la cantidad de masa en las galaxias es la que se observa debido a la luz de las estrellas. Según las estrellas observadas, las galaxias no tienen tanta masa como para producir una curva de rotación plana, en cambio, la velocidad de las estrellas en la galaxia debería tender a cero a medida que nos alejamos del centro. A lo largo de toda la década de los 70, Rubin y Ford encontraron que existían muchas otras galaxias con curvas de rotación planas. Por esa misma época, otros astrónomos observacionales aumentaron también la base de datos con galaxias que presentaban curvas de rotación planas. Sin embargo, la calidad de los datos y de la presentación de estos que Rubin y Ford hacían en sus artículos era por mucho superior a la de sus colegas. Por otro lado, Vera Rubin se encargó de presentar sus resultados con increíble claridad en muchos eventos alrededor del mundo. Es por esta razón que se conoce a Vera Rubin como la descubridora de las curvas de rotación planas (aunque varios astrónomos habían trabajado antes en este tema). Dado que estos resultados se siguieron confirmando durante las décadas siguientes por Rubin y sus colegas, los científicos llegaron a la conclusión de que la luz de las estrellas no es un buen indicador de la masa en las galaxias. Así, las galaxias deben tener más masa que la que es observada en las estrellas. Esta hipotética masa es invisible, no emite radiación electromagnética y se extendería mucho más allá de lo que se observa como el borde de la galaxia. A esta masa invisible se le conoce hoy en día como materia oscura, y se ha demostrado mediante simulaciones computacionales que si las leyes de la física son las que conocemos hoy, entonces es necesaria esta materia para que las galaxias se puedan formar.
Vera Rubin siguió con su fascinación por el cielo nocturno hasta el día de su muerte, el 25 de diciembre de 2016. Continuó trabajando en curvas de rotación galácticas y en la observación de tipos de galaxias muy peculiares como las galaxias de anillos polares. Sus trabajos en curvas de rotación cambiaron la forma en la que entendemos la composición física del Universo. ¿Mereció un premio Nobel de Física Vera Rubin por su trabajo en curvas de rotación? El autor de este escrito está seguro que sí y Lisa Randall en su artículo ‘Why Vera Rubin Deserved a Nobel’ contiene muy buenos argumentos a favor de esta idea. Es reprochable que de los hasta ahora 206 laureados con el Premio Nobel de Física, solo dos de ellos han sido mujeres. Es famoso el caso comentado por Randall de Chien-Shiung Wu, la cual mediante un famoso experimento demostró que las leyes de la física distinguen la derecha de la izquierda. Wu no fue premiada con el Nobel, sin embargo, dos de sus colegas hombres que explicaron la teoría detrás de su experimento sí lo fueron. Aunque el trabajo de Rubin rompió las barreras de género que había en la astronomía de la época y hemos avanzado al respecto, la equidad entre mujeres y hombres en la ciencia está lejos de ser una realidad. Es necesario que nosotros, los científicos jóvenes, trabajemos en este aspecto. Esto por una ciencia más transparente, limpia, y sobre todo, por una ciencia más científica, en el sentido de que la ciencia debe estar lo más libre de prejuicios que se pueda.
En Colombia, ha sido fundado recientemente el primer pregrado en Astronomía del país, en la Universidad de Antioquia. Hasta ahora, tres astrónomas han egresado de este pregrado; en contraste nueve astrónomos han egresado del mismo. Ellas son Xibelly Mosquera, Ana María Pérez y Laura Arboleda, (graduadas en ese orden) todas apreciadas colegas. Es curioso y hermoso a la vez, que la tesis de pregrado de dos de ellas (Xibelly y Laura) giró alrededor del estudio de la materia oscura mediante simulaciones computacionales. Xibelly estudió cómo convergen las propiedades estructurales de los halos de materia oscura al cambiar ciertos parámetros numéricos en simulaciones cosmológicas realizadas mediante computadoras. Laura estudió cómo se ve afectada la formación de estructuras a gran escala suponiendo que la materia oscura se aniquila emitiendo radiación, también mediante simulaciones cosmológicas realizadas mediante computadoras. Ana, por su parte, estudió la distribución de energía en el infrarrojo medio para cierto tipo de estrellas denominadas post-AGB, también usando simulaciones por computadora. Ellas son herederas del legado de Vera Rubin de formas diferentes; primero, Xibelly y Laura en el ámbito científico, porque contribuyeron en una rama del conocimiento que se consolidó por los trabajos observacionales de Rubin; y segundo y seguramente mucho más importante, son todas tres herederas de la lucha que mantuvo Rubin en vida, porque con tesón y firmeza han demostrado una vez más que las mujeres pueden trabajar en estas áreas del conocimiento al mismo nivel que los hombres.
En conclusión, Vera Rubin fue una gran científica cuyos estudios cambiaron la forma en la que entendemos el Universo hoy en día. No solo eso, ella pudo realizar su trabajo científico a pesar de la misoginia circundante en la ciencia de ese entonces. Con su trabajo pudo romper barreras de género en la astronomía, que aunque todavía persisten, cada vez se van haciendo más pequeñas. Es nuestro trabajo continuar con su legado en la lucha por una ciencia en la que no importe el lugar de origen ni el género. Una ciencia en la que los científicos sean juzgados por la relevancia y transparencia de su trabajo. Afortunadamente, Vera Rubin será recordada siempre como la gran científica que fue. Como llego a decir alguna vez, “mis números significan más para mí que mi nombre. Si los astrónomos siguen usando mis datos en el futuro, ese será mi mayor cumplido”.
*Físico de la Universidad de Antioquia
Grupo de Física y Astrofísica Computacional
Universidad de Antioquia
Referencias
[1] An Interesting Voyage. Vera Rubin. Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 2011.
[2] The Woman Who Spins the Stars. Marcia Bartusiak. Discover Magazine, 1990
[3] Astronomer Vera Rubin-The Doyenne of Dark Matter. Entrevista. Discover Magazine, 2002.
[4] Why Vera Rubin Deserved a Nobel. Lisa Randall. The New York Times, 2017.
[5] Historia de las mujeres en los observatorios de Monte Wilson y Palomar. https://apps.carleton.edu/campus/observatory/research/cindystudents/1998mn/history/mtwilson/.