暗物質來了，薇拉·魯賓走了

香農·霍爾

譯/晨飛

天文學家薇拉·魯賓于2016年12月25日去世，享年88歲。她的革命性研究證實了暗物質的存在，使她聞名全球。

薇拉在童年時代就對天體運動產生了濃厚的興趣。1938年，她才10歲，她家從費城搬到了華盛頓特區。在這個新家，她臥室的窗口仍然向北，晚上，她一如既往地仰望夜空的星移斗轉，陶醉于地球的運轉。4年后，她在爸爸的幫助之下架起了自己的天文望遠鏡，開始參加業余天文學愛好者的活動。

1965年，薇拉·魯賓在洛威爾天文臺。

但是，這并不意味著這位富于開拓精神的女科學家一路坦途。雖然父母都支持她，但其他人幾乎都不鼓勵她追求天文學。高中的物理老師告訴她上大學千萬別學科技;一家大學的招生負責人建議她別學天文學，實在喜歡可以去搞天文藝術。

然而，薇拉還是下定了決心。她效法女天文學家瑪麗亞·米切爾，去上紐約州波基普西市的瓦薩學院。有一年暑假，她遇到康奈爾大學的一名研究生，名叫鮑勃·魯賓，畢業后他倆就結了婚。

薇拉·魯賓在康奈爾大學讀完碩士（她本來夢想上普林斯頓大學，但是當時這所大學不接受女性參加天體物理學培訓項目），同時也陪她丈夫讀完博士學位。她丈夫在應用物理學實驗室謀到一份工作，然后兩人都搬到了馬里蘭州。由于一次偶然的辦公室安排，當時著名的物理學家喬治· 伽莫夫了解到她的碩士論文是關于星系研究的，就讓她談了一下自己的情況。對她來說，這簡直是時來運轉，最終，在這位物理學家的指導下，她在喬治城大學完成了博士學位。她1954年的畢業論文開辟了星系空間分布這片新天地。

隨后，她留校任職，但是工作一直沒有太大的起色。她一心撲在4個孩子身上，養育了后來的4位科學家。2002年，她跟《科學》雜志講：“在很長一段時間里，我都沒覺得自己是一位真正的天文學家。”

加州大學圣地亞哥分校的瑪格麗特和杰弗里·伯比奇夫婦邀請薇拉·魯賓合作搞研究，這給她帶來了轉機。她與丈夫和這個夫妻團隊共事一年，在觀念上，她受到了一再鼓勵，最終讓她獲得了新的職業成就感。

回到馬里蘭后，她變成了另一個人：強烈的渴望使她步入卡內基·梅隆大學的地磁學系去找工作。在隨后的幾年里，她參加了肯特·福特組織的多次考察活動，去亞利桑那州的基特峰和智利的托洛洛山美洲天文臺觀測。1965年，她甚至成為南加州帕洛馬天文臺第一位女性合法用戶。

這項新的工作讓薇拉·魯賓重新萌發了她最初對星系內星球運動的好奇心。隨著科技的新發展，她能夠研究星系外部的旋轉，就像她童年時期通過自己臥室窗口看到的那樣。她對恒星環繞星系外圍運行的觀察催生了驚人的發現：絕大多數物質都是看不見的。

星系中充溢著暗物質

1933年，瑞士天文學家弗里茨·茲維基觀察到直徑大約5000萬光年的后發星系團，里面有成千上萬的星系。他發現這些星系在后發星系團內飛速移動，大有飛離之勢。能夠看見的物質絕對不足以將該星系團里的所有成分捆綁在一起，并且在如此迅速地運行的前提下保持星系穩定不散架。

弗里茨·茲維基認為那里面肯定有一種隱藏的成分，他稱其為暗物質，是這種暗物質將該星系團聚攏在一起。

這個話題在此后的30年里沒有再怎么被討論過。薇拉·魯賓、肯特·福特及其同事進一步收集證據，想看看個體星系是否不是如此運轉。因為大多數星系在其中央都有一個明亮的凸出部分，里面是密集的恒星，相比之下，在外部由于恒星少得多，所以也相對昏暗，天文學家一般都認為星系的質量主要集中在這個中心，因而結論自然而然就是一般的星系就和我們的太陽系一樣旋轉，在圍繞恒星旋轉時，內側的行星速度要比外側的行星快。

但是，該團隊的研究表明，不是這么一回事。1978年，《天體物理學報》刊登了他們的論文。在文中，他們展示了一組表示恒星公轉速度與其相對星系中心距離關系的曲線（總共10個星系，這里展示的是其中的7個）。如果這些星系中的物質只有可視物質，那么這些曲線就會在較遠處垂下，就像在我們的太陽系里那樣。

然而，所有這些旋轉曲線都相對平緩。遠離星系中心、稀疏地分布在星系邊緣的恒星的運轉速度跟距離中心較近的恒星同樣快。計算表明，星系中含有的暗物質和光物質比例大約是10∶1。

薇拉·魯賓曾經說過這樣的話：“在螺旋星系中，暗物質大約是光物質的10倍;拿這個比例來形容我們的知識很可能非常合適，我們的無知遠遠大于知識：我們只是離開了幼兒園，可充其量才是個三年級。”這話一下子讓她出了名。

之后的10年里，薇拉·魯賓又研究了幾百個星系，收集了更多關于暗物質的證據。雖然暗物質的性質至今仍然是一個不解之謎，但是這已成為天文學界的一個熱門詞語。天文學家仍然在研究它，就跟薇拉·魯賓當年一樣;理論家也在拼命地解釋它。

薇拉·魯賓的遺產

薇拉·魯賓對科學的熱愛影響了她全家人，她的孩子長大后都成了科學家：女兒朱迪思·楊原來是美國麻省大學安姆斯特分校的天文學家，因患癌癥不幸于2014年去世;3個兒子大衛、卡爾和艾倫分別是美國地質調查局的地質學家、加州大學歐文分校的數學家和普林斯頓大學的地質學家。

她丈夫是數學家兼物理學家，對她的研究給予了極大的支持。他于2008年去世。

薇拉·魯賓的成就使她于1981年當選為美國國家科學院院士。1996年，她成為自卡羅琳·赫歇爾（1828年獲獎）之后第二位獲得皇家天文學會金質獎章的女科學家。她不斷呼吁更多的女性參加科學研究，鼓勵人們跟科學難題做斗爭。不幸的是，她一直未能獲得諾貝爾獎，盡管許多人都覺得值得授予她這個獎項。

許多人稱贊薇拉·魯賓的杰出發現、推動婦女參與科學研究和她的事業家庭兩不誤，但是她最為突出的成就還是對天文學的毫不畏懼的熱愛，她為人們樹立了光輝的榜樣。她一生當中那種天真爛漫的好奇心將會鼓舞更多的人。