Septiņdesmito gadu beigās Vera Rubina un Kents Fords izpētīja spirālveida galaktiku Andromeda. Rezultāti, ko astronomi saņēma uz perfokartēm, viņus pārsteidza un pat satrauca. Likās, ka galaktikas spirāle nemaz negriežas tā, kā tam vajadzēja būt pēc aprēķiniem. Matērija roku galos pārvietojās ar tādu pašu ātrumu kā matērija galaktikas centrā.
Jums nav jābūt pasaulslavenam astrofiziķim, lai saprastu, ka šāda kustība pārkāpj Ņūtona likumus. Lai formulētu pirmos secinājumus no šiem dīvainajiem eksperimentālajiem datiem, Rubinam vajadzēja divus gadus. Viņas perfokartes bija pirmais pierādījums tumšās matērijas esamībai.
Tagad zinātnieki zina, ka tumšā viela veido 84% no visas Visuma matērijas. Tas ietekmē galaktiku un galaktiku kopu kustību attiecībā pret otru.
Vera Rubina bija viena no pirmajām sievietēm vēsturē, kurai bija iespēja strādāt Palomaras observatorijā Sandjego. Zvaigznes viņu bērnībā aiznesa: viņa zīmēja šaušanas zvaigznes, salika teleskopu un rakstīja esejas par literatūru par zvaigznēm. Universitātē viņa atrada savu tēmu: galaktiku kustības dinamiku. No astronoma Džordža (Džordža) Gamova Rubinam radās ideja uzkrātās zināšanas par Piena ceļa griešanos pielietot citās galaktikās un noskaidrot, vai to dinamika atšķirsies. Turklāt Rubins meklēja kopīgu galaktiku kustības asi vai centru (vai pierādījumu tam, ka galaktikas pārvietojas nejauši un neatkarīgi viena no otras).
Andromedas galaktika. Habla kosmiskā teleskopa attēls
Pārmeklēšanas laikā viņa atklāja lidmašīnu, kurā galaktiku bija daudz vairāk nekā jebkuras citas. Šajā plaknē atrodas mūsu lielā dzimtene - galaktiku superkopa. Tomēr viņas darbs tika uztverts ar kritikas vilni, un tas nekad netika publicēts.
Turpmākie Rubina pētījumi apstiprināja, ka galaktikas pārvietojas saskaņoti, nevis haotiski, apvienojoties milzu grupās. Iepazīstoties ar Kentu Fordu Karnegi Zemes magnētisma institūtā, Rubins sāka strādāt ar tajā laikā visjutīgāko spektrometru - instrumentu, kas gaismu noārda noteikta garuma viļņos. Šis instruments ļāva galaktikas izpētīt ne pilnībā, bet gan novērot to atsevišķās daļas.
Reklāmas video:
Vera Rubina uzstāda 2,1 metru spektrometru
Foto: Arhīvi un īpašās kolekcijas, Vasaras koledžas bibliotēka
Rubins un Fords kopā sāka novērot kvazārus - visuma spilgtākos objektus, galaktikas, kuru centrā ir supermasīvie melnie caurumi. Lai netiktu izkaisīti (un ietaupītu dārgo laiku, izmantojot spektrometru), zinātnieki nolēma koncentrēties uz Andromeda galaktiku. Tad Rubīna ieguva iespēju atgriezties pie pētījumiem par galaktiku rotāciju. Tas, ko viņi redzēja, nebūt nebija tas, ko viņi gaidīja. Saules sistēmā objekti, kas atrodas tuvāk centram, pārvietojas ātrāk nekā objekti malās. No masas rodas gravitācija, kas nosaka rotācijas ātrumu. Tā kā galaktikās lielākā daļa vielas - un lielākā daļa masas - ir koncentrēta centrā, aprēķinos esošie perifērie reģioni pārvietojas daudz lēnāk. Bet Andromedā viss ir savādāk: perifērijas reģioni rotē ar tādu pašu ātrumu kā centrs.
Tumšā viela, kuras ideju vēl 1932. gadā izvirzīja Jans Oorts un Fricis Cvikijs, kļuva par vienīgo iespējamo šīs parādības izskaidrojumu. Reiz Rubins ar roku uzzīmēja Andromedas galaktiku, un mīkla sanāca kopā: ja jebkurā galaktikā pastāv tumšās matērijas mākonis, tas var izlīdzināt masas sadalījumu. Gravitācija - un līdz ar to arī rotācijas ātrums - būs vienāds.
Aleksandrs Privalovs