Dalle leggi di Keplero alla materia oscura. La storia della scienziata Vera Rubin.

Come il contributo di una donna ha cambiato la visione dell’universo nella cosmologia moderna

“La scienza progredisce meglio quando le osservazioni ci costringono a cambiare i nostri preconcetti”. Queste parole ben rappresentano il pensiero di Vera Rubin, astrofisica statunitense che, partendo dalle leggi di Keplero sul moto dei pianeti, giunse, insieme al collega Kent Ford, a postulare l’esistenza della materia oscura.

Vera Rubin, una scienziata tra astronomia e diritti

Nata a Philadelphia nel 1928 da una famiglia di immigrati ebrei provenienti dalla Lituania, Vera Rubin è stata una figura chiave nella lotta per il riconoscimento del ruolo femminile nella ricerca scientifica. Fu infatti la prima donna ad avere accesso all’Osservatorio di Monte Palomar, un ambiente fino ad allora riservato agli uomini, e si batté per l’uguaglianza di genere nel mondo accademico. Tra gli anni ‘60 e ‘70, Rubin studiò la velocità di rotazione delle galassie a spirale nel circondario della Via Lattea. Grazie all’uso di spettrografi avanzati, fu in grado di misurare con precisione la velocità delle stelle nelle diverse regioni galattiche, ottenendo però un risultato del tutto inatteso.

Le leggi di Keplero e la previsione sulla rotazione delle galassie

Secondo la teoria newtoniana della gravità, le stelle ai bordi delle galassie avrebbero dovuto muoversi più lentamente rispetto a quelle vicine al centro. Per comprendere questa previsione è necessario tornare al XVII secolo, quando l’astronomo tedesco Johannes Kepler, italianizzato Keplero, formulò le sue leggi sul moto planetario, oggi alla base della meccanica celeste. In particolare, la terza legge di Keplero stabilisce che il quadrato del periodo orbitale di un pianeta è proporzionale al cubo della sua distanza dal Sole. Ne consegue che più un corpo celeste è lontano dalla sua stella di riferimento, più bassa è la sua velocità orbitale. Questo principio, valido per il sistema solare, era ritenuto applicabile anche alle stelle all’interno delle galassie. La logica era piuttosto semplice: poiché la maggior parte delle stelle era concentrata nelle regioni centrali delle galassie, l’attrazione gravitazionale su quelle più periferiche avrebbe dovuto essere più debole, causando proprio una riduzione della loro velocità orbitale. Tuttavia, i dati raccolti da Rubin mostrarono un comportamento opposto: la velocità delle stelle nella regioni esterne delle galassie rimaneva pressoché costante, invece di diminuire.

La materia oscura: da ipotesi a realtà invisibile

Questa discrepanza non poteva essere spiegata considerando solo la materia visibile sotto forma di stelle e gas. L’unica ipotesi plausibile era che esistesse una grande quantità di massa invisibile distribuita oltre la regione luminosa delle galassie: un alone di materia “oscura”, non rilevabile direttamente ma capace di esercitare una forte influenza gravitazionale. In questo modo, la materia oscura cessò di essere una mera speculazione teorica e divenne una componente essenziale della struttura dell’universo, di cui si stima essa costituisca circa il 27%.

Una nuova visione dell’universo e del ruolo delle donne nella scienza

Il lavoro di Vera Rubin non solo fu determinante per la cosmologia moderna, ma ebbe anche un profondo impatto sociale. In un’epoca in cui le donne erano spesso escluse dai principali centri di ricerca, Rubin si adoperò per conquistare ciò che meritava. Nonostante i numerosi ostacoli incontrati durante la sua carriera, ella riuscì a farsi strada, cambiando per sempre la concezione dell’universo e aprendo nuove prospettive nella ricerca astrofisica.