暗物質(zhì)發(fā)現(xiàn)第一人去世，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)或憾失第3位女性得主
? 天文學(xué)家羅賓及其親筆簽名，圖片來(lái)自dighist.org
編者按：
在宇宙中，我們熟知的原子、分子構(gòu)成的普通物質(zhì)，如太陽(yáng)、月亮、地球，只占宇宙的5%，而其他的95%則由暗物質(zhì)和暗能量所組成。暗物質(zhì)的最早發(fā)現(xiàn)來(lái)自于一位美國(guó)杰出女性天文學(xué)家維拉·羅賓的工作。令人遺憾的是，羅賓數(shù)次與諾貝爾獎(jiǎng)失之交臂，近日離世?！八娜ナ谰拖笕A裔女物理學(xué)家吳健雄未得諾貝爾獎(jiǎng)一樣，留下了諾獎(jiǎng)史上的一大遺憾?！?span style="font-size: 14px; line-height: 28px;">上海交通大學(xué)鴻文講席教授季向東特地撰文以為紀(jì)念。
撰文 | 季向東（上海交通大學(xué)鴻文講席教授）
責(zé)編 | 葉水送
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2016年12日25日，世界著名的美國(guó)女天文學(xué)家維拉·羅賓（Vera Rubin），在美國(guó)新澤西州普林斯頓去世，終年88歲。
1928年7月23日，羅賓出生在美國(guó)一個(gè)猶太家庭里，她的父親是一名電氣工程師，從小鼓勵(lì)她熱愛(ài)天文，并經(jīng)常帶著她和她的姐姐去參加業(yè)余的天文學(xué)會(huì)議。在羅賓14歲那年，她跟父親親手完成了一架自制的望遠(yuǎn)鏡。由此，將她帶入天文學(xué)領(lǐng)域。
然而在上世紀(jì)四五十年代，女性進(jìn)入天文領(lǐng)域會(huì)受到不公正的待遇。羅賓原本打算在普林斯頓大學(xué)攻讀她的研究生學(xué)位，但是由于該校不允許女性進(jìn)入這一領(lǐng)域，她不得不輾轉(zhuǎn)至康奈爾大學(xué)。在研究生階段，她發(fā)現(xiàn)了星系背離哈勃流運(yùn)動(dòng)規(guī)律的現(xiàn)象，并認(rèn)為星系也許在圍繞著一個(gè)未知的中心運(yùn)動(dòng)。讀博士階段，她發(fā)現(xiàn)宇宙中的星系并非隨機(jī)分布，而是呈現(xiàn)斑塊狀分布。令人遺憾的是，這兩個(gè)觀點(diǎn)當(dāng)時(shí)不被廣泛接受。
? 工作中的羅賓，圖片來(lái)自learnerlog.org
? 1993年，羅賓從總統(tǒng)克林頓和副總統(tǒng)戈?duì)柺稚辖舆^(guò)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)?，圖片來(lái)自imgarcade.com
1965年，她成為美國(guó)帕洛馬山天文臺(tái)（Palomar Observatory）第一個(gè)女性工作者，在此之前，女性是不被允許來(lái)這里工作的。1970年，她和肯特·福特（W. Kent Ford）證實(shí)宇宙中存在暗物質(zhì)。盡管如今我們對(duì)暗物質(zhì)的自然屬性仍不甚了解，但它們能夠幫我們更好地了解宇宙。
維拉曾經(jīng)是2015年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的熱門(mén)人選，也多年被提名，可以說(shuō)，她是發(fā)現(xiàn)星系中暗物質(zhì)的第一人。可惜那年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)給予了中微子振蕩的發(fā)現(xiàn)。她的去世就象華裔女物理學(xué)家吳健雄未得諾貝爾獎(jiǎng)一樣，留下了諾獎(jiǎng)史上的一大遺憾。
維拉和合作者福特曾發(fā)現(xiàn)，在仙女座星系中，遠(yuǎn)離中心的恒星和在中心附近的恒星轉(zhuǎn)動(dòng)的速度一樣快。他們?cè)敿?xì)測(cè)量了恒星的速度與到星系中心的距離的關(guān)系，稱(chēng)為星系轉(zhuǎn)動(dòng)曲線。這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)曲線包含了一個(gè)巨大的秘密: 它與牛頓和愛(ài)因思坦的引力理論預(yù)言不符合，可稱(chēng)為天文學(xué)領(lǐng)域的世紀(jì)發(fā)現(xiàn)。后來(lái)人們用暗物質(zhì)來(lái)解釋這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)曲線，認(rèn)為是暗物質(zhì)存在的最有力的天文學(xué)證據(jù)。
隨后，天文學(xué)家據(jù)此認(rèn)為，每一個(gè)星系都有一個(gè)巨大的暗物質(zhì)暈，就像霧霾一樣把可見(jiàn)物質(zhì)包圍其中，暗物質(zhì)占整個(gè)星系的95%以上的質(zhì)量。我國(guó)四川錦屏地下室的PandaX 和CEDEX實(shí)驗(yàn)都是通過(guò)直接探測(cè)的辦法來(lái)探測(cè)銀河系中在太陽(yáng)軌道附近的暗物質(zhì)。PandaX 500公斤級(jí)的實(shí)驗(yàn)于2016年達(dá)到世界最好的探測(cè)靈敏度，但未發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)蹤跡。丁肇中先生領(lǐng)導(dǎo)的AMS-2空間站實(shí)驗(yàn)和由南京紫金山天文臺(tái)主導(dǎo)的暗物質(zhì)衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)主要是探測(cè)銀河系中心暗物質(zhì)的湮滅信號(hào)。
也有理論家提出，也許牛頓和愛(ài)因斯坦理論在星系或更大的尺度上必須進(jìn)行修正。但不管是哪種可能，維拉的發(fā)現(xiàn)是毫無(wú)疑問(wèn)是諾貝爾級(jí)的。歷史上有兩百多位物理學(xué)家獲得過(guò)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，但其中只有兩位女性。一位是眾所周知的居里夫人，另一位是瑪麗亞·格佩特-梅耶（Maria Goeppert-Mayer）。后者得諾貝爾獎(jiǎng)還是在1963年，距今已整整53年了。
? 羅賓在2009年NASA女天文學(xué)家會(huì)議上，左二為羅賓。
早年的不公待遇，讓羅賓在學(xué)有成就之后，鼓勵(lì)更多的女性進(jìn)入天文學(xué)領(lǐng)域以及其他科學(xué)領(lǐng)域，她的努力也卓有成效，越來(lái)越多的女性已在天文學(xué)領(lǐng)域工作，并受到尊重。她對(duì)科學(xué)以及天文學(xué)的熱情，也感染了她的4個(gè)孩子，他們從小耳濡目染，長(zhǎng)大之后都成為美國(guó)大學(xué)里面的學(xué)者，其中一位跟她一樣，也是一名天文學(xué)家。
