第五章 暗物質與薇拉·魯賓(1 / 3)

2011年諾貝爾物理獎被授予三名天體物理學家:保穆特(s.perlmutter)、施密特(b.p.schmidt)和裏斯(a.g.riess),以表彰他們發現宇宙正在加速膨脹、從而證實暗能量的存在。這個消息剛一公布,就有好幾個人撰文為暗物質的發現者著名天文學家薇拉·魯賓(vera rubin)抱不平,認為暗物質的意義並不亞於暗能量,薇拉·魯賓不應成為諾貝爾獎的遺珠。

薇拉生於1928年。在還是個小女孩的時候,她就對天上的星星情有獨鍾。她臥室的窗戶朝向正北,在夜裏,她經常不睡覺,躺在床上睜大了眼睛凝望著夜空,一看就是幾個小時。她把流星的軌跡、星星的位置默記下來,第二天起床後再繪製到筆記本上。日複一日的觀察讓她發現星星的位置隨著季節在不斷重複變化,整個星空都在動!她覺得看星星比睡覺有趣多了。

薇拉能在天文學上成就一番事業,與父母從小對她的“縱容”大概也很有關係。她的第一架天文望遠鏡就是在父親的協助下用一組郵購來的鏡片和硬紙板自製的。其觀測效果大概好不到哪兒去,不過它畢竟拉近了星星與她之間的距離。有一次她利用這架自製的天文望遠鏡拍攝夜晚劃過天空的流星,媽媽幫她把底片送去衝印,照相館的師傅好心提醒說這張底片是壞的,印出來就是一片黑外加一條白道。她的媽媽卻堅持要印——隻為了不讓女兒失望。薇拉十四五歲時開始去華盛頓參加業餘天文學愛好者俱樂部每月一次的活動,為了安全起見,她父親每次都會陪同前往。

據薇拉自己說,她在上中學時就已經決定將來要以天文學為職業。不過她的一些老師卻不看好她能在科學領域有什麼遠大前程,有位老師在她畢業時甚至說“除了科學,你幹什麼都能幹得不錯”。這些老師的看法似乎對她並沒有產生多大影響。中學畢業後,薇拉進入著名女校瓦瑟學院(vassar college,現已改為男女混收)學習,她是那屆畢業生中唯一一個天文專業的學生。薇拉在瓦瑟學院用3年時間完成了學業,畢業時的第一誌願是進入普林斯頓大學繼續讀天文學。然而她的申請卻泥牛入海,連封回信也沒收到。事後方知普林斯頓的天文專業那時根本不招收女生(這個規矩直到1972年才改變)。後來大概是由於她丈夫在康奈爾大學物理係讀博士的原因,薇拉謝絕了哈佛大學的入學邀請,最終選擇進入康奈爾大學物理係的天文專業攻讀碩士學位。那年月康奈爾的天文專業規模很小,沒有幾位教授,開的課也不多。所以除了天文,她也選了不少物理方麵的課,這使她有機會師從費曼(richard feynman,1918—1988,獲1965諾貝爾物理獎)、貝特(hans bethe,1906—2005,獲1967諾貝爾物理獎)等頂尖的物理學大師。

在薇拉開始考慮碩士論文題目時,她丈夫給了她一篇大爆炸宇宙論的奠基人之一伽莫夫(george gamow,1904—1986)發表在《自然》雜誌上的文章《轉動的宇宙》。該文引起薇拉很大的興趣,她決定以宇宙中物質轉動的特性作為研究課題。整個宇宙實在太大,有點無從下手,於是她把注意力集中在了星係的轉動特性上。她收集了108個星係的數據,首先將宇宙膨脹的效應扣除掉,然後把它們的運動方式繪製在一個球麵上,希望能從中發現星係中物質運動速度分布的某些規律。這些研究工作為她日後推斷出暗物質的存在打下了一個良好的基礎。

總體上來說,薇拉的學路曆程可說是一波三折。她在1950年完成了碩士論文並定在6月進行答辯,然而沒想到在答辯之前一個星期,答辯委員會成員之一的費曼突然從康奈爾大學跳槽去了加州理工學院。不知是因為貴人多忘事還是根本沒把一個小碩士生的答辯當回事,反正他連個招呼都沒打就不辭而別了。薇拉隻好把答辯推遲到10月,以便另找別人頂替費曼的位置。這一耽擱把她搞得十分狼狽,因為那時她已經懷孕,預產期恰恰就是10月底。答辯委員會的另一成員肖(w.r.shaw,1904—1995)為人處世的方式似乎也頗成問題,他閱讀了薇拉的論文後,認為論文比較粗糙,但又說可以拿到同年12月在賓夕法尼亞州哈弗福德召開的美國天文學會年會上去宣讀,同時還提出一個匪夷所思的建議:鑒於薇拉的孩子剛剛出生(孩子的實際出生日比預產期晚了四星期),可以由他頂替她去哈弗福德,條件竟是論文隻能以他一個人的名義宣讀——也就是沒薇拉的份兒。這樣的要求實在太過無理,薇拉一口拒絕了,說“我自己能去”。去哈弗福德對薇拉來說並不容易,她既沒有汽車也不會開車,隻好求父親送她一趟。康奈爾大學坐落在紐約上州的大山裏,那時的公路也遠不如現在那麼好,頂風冒雪開夜車到哈弗福德實屬不易,更何況車裏還有一個未滿月的嬰兒!薇拉的父親多年後回憶那段旅程,認為是他這輩子幹的最提心吊膽的一件事。薇拉總算按時到了哈弗福德,宣讀了論文。可結果卻令人十分沮喪,許多與會者對她的數據和分析提出各種各樣的質疑,其中不少是她這個初出茅廬的碩士生難以回答的。若不是著名天文學家史瓦西(martin schwarzschild,1912—1997)站出來解圍,她差點下不了台。總之一句話,幾乎沒人相信她的分析和結論。她後來將論文先後寄給《天文期刊》和《天文物理期刊》,均被退了稿。