Biographie de Vera Rubin : une vie dédiée à la science

Découvrez le parcours extraordinaire de Vera Rubin, une pionnière dont les découvertes ont révolutionné notre compréhension de l'univers. Plongez dans les moments clés de sa vie et de ses réalisations scientifiques majeures.

Une enfance tournée vers le ciel

Vera Florence Cooper naît le 23 juillet 1928 à Philadelphie dans une famille juive d'immigrés. Son père, Philip Cooper, ingénieur diplômé de l'Université de Pennsylvanie, émigre depuis la Lituanie vers 1900. Sa mère, Rose Appelbaum, est fille d'une couturière originaire de Bessarabie. En 1939, la famille s'installe à Washington. Vera a dix ans et commence déjà à développer un intérêt particulier pour la contemplation du ciel.

« Dans ma chambre à coucher, le lit était sous une fenêtre orientée au Nord. À 10 ans j'ai commencé à regarder le ciel. À 12 ans, je restais éveillée pour observer les étoiles pendant des heures… Il n'y avait rien de plus intéressant que les regarder toutes les nuits. »

Son père lui construit un télescope avec lequel elle prend ses premières photos astronomiques.

Les premiers pas académiques

Elle se fait rapidement à sa nouvelle vie, et se plait au sein de son lycée de Washington, moins strict que l’ancien établissement de Philadelphie. Elle choisit Vassar College en hommage à Maria Mitchell, première astronome américaine reconnue, qui y avait enseigné. Elle raconte que son professeur de physique au lycée, incapable de s'adresser aux filles, lui avait lancé en guise d'adieu :

« Vous réussirez tant que vous vous maintiendrez à l'écart de la science. »

Belle revanche; trois mois après son entrée, elle devient assistante du professeur d'astronomie. Lors de sa deuxième année, elle rencontre Leonard Bernstein et Richard Feynman dans le cadre d’une visite au Vassar College où les élèves présentent et discutent leurs projets avec Feynman. Elle présente un travail sur Gamma Cassiopée et obtient son diplôme de Bachelor of Arts en 1948.

1947–1950 — CORNELL & MARIAGE

Master, Feynman et une première controverse

La première question que Vera pose à son possible futur époux est :

« Connais-tu Richard Feynman ? » Robert Rubin répond : « C'est un de mes professeurs à Cornell. ».

Elle épouse finalement Robert Rubin le 25 juin 1948 et le rejoint à Cornell, où elle suit les cours de Richard Feynman, Phil Morrison et Hans Bethe et suit des cours d’astronomie en parallèle avec Martha Starr . Pour son master, elle étudie la distribution des vitesses de 108 galaxies. En décembre 1950, bien qu’enceinte, elle présente ses résultats à la Société Américaine d'Astronomie à Haverford — voyage effectué en voiture par ses parents dans la neige. Sa communication est très mal accueillie. Le lendemain, le Washington Post titre : « Une jeune mère trouve le centre de la Création à partir du mouvement des étoiles. »

« Je me suis dit que ces astronomes étaient des gens vraiment contrariants. En fait, j'étais assez contente d'avoir choisi un sujet que personne n'avait encore abordé. »

De Georgetown à Andromède : les fondations d’une découverte

Entre 1951 et 1970, Vera Rubin construit patiemment les conditions de sa découverte : un doctorat obtenu en soirée entre deux enfants, les premiers grands télescopes, une institution qui n’avait jamais recruté de femme, et une galaxie que personne ne regardait vraiment.

1951–1954 — GEORGETOWN

Doctorat sous la direction de George Gamow

En 1951, Robert Rubin est affecté au Laboratoire de Physique Appliquée de l'Université Johns-Hopkins à Baltimore. La famille s'installe à Washington. Vera s'inscrit à Georgetown University, seule université locale proposant un doctorat en astronomie avec des cours en soirée, ce qui lui permet de s'organiser pour ses enfants. Elle obtient son directeur de thèse en la personne de George Gamow, présenté par le physicien Ralph Alpher, collaborateur de son mari. Chandrasekhar, éditeur de l'Astrophysical Journal, rejette son article pour conflit d'intérêts : un de ses étudiants travaille sur le même sujet. Le travail paraît alors dans les Proceedings of the National Academy of Sciences. Elle obtient son doctorat en 1954, à 26 ans, avec deux enfants.

1955–1964 — GEORGETOWN PUIS CALIFORNIE

Enseignante-chercheuse et premières observations au télescope

Elle enseigne et fait de la recherche à Georgetown de 1955 à 1965. En 1963-1964, elle saisit l'occasion d'un congé de son mari pour travailler avec Margaret et Geoffrey Burbidge à l'UC San Diego. Elle utilise pour la première fois un vrai grand instrument : le 85 cm de Kitt Peak, puis le 2,10 m de l'Observatoire McDonald. Elle mesure elle-même les vitesses radiales des étoiles de la périphérie de notre galaxie. C'est une révélation.

« L'intérêt des Burbidge pour ce que j'avais à dire faisait que, oui, il était possible que je puisse être astronome. »

1964 — INSTITUT CARNEGIE (DTM)

Briser une autre barrière

Vera Rubin prend conscience que l'enseignement lui vole son temps d'observation. Elle démarche son collègue Bernie Burke au Département du Magnétisme Terrestre (DTM) de l'Institut Carnegie à Washington, une institution fondée en 1904 par Andrew Carnegie qui n'avait jamais employé de femme. Même les secrétaires étaient des hommes jusqu'en 1942. Elle y rencontre Kent Ford, jeune physicien qui vient de mettre au point un tube photomultiplicateur réduisant les temps de pose par dix. Trois mois après avoir mesuré ses premières plaques dans son bureau de Georgetown, elle est acceptée comme chercheuse au DTM.

1965–1970 — GALAXIE D'ANDROMÈDE

La découverte qui change tout

En collaboration avec Kent Ford, Vera Rubin mesure systématiquement les vitesses de rotation des étoiles et des régions H de la galaxie d'Andromède (M31), la plus proche de la nôtre. Là où la physique classique, les orbites képlériennes, prédit un ralentissement de la rotation en périphérie, les mesures montrent une courbe plate : les étoiles lointaines tournent aussi vite que celles du centre. Elle décide de s'intéresser à la périphérie des galaxies alors que personne n'en parle.

Leurs résultats paraissent dans l'Astrophysical Journal en février 1970 : « Rotation of the Andromeda Nebula… »

« Un tas de gens s'intéressaient au centre des galaxies. J'étais curieuse de savoir ce qui se passait à la périphérie. Je voulais savoir comment les galaxies finissaient. Personne n'en parlait.»

Vera Rubin

1970–1980 — L'HYPOTHÈSE DE LA MATIÈRE NOIRE

Des courbes plates partout, une explication absente

Rubin et Ford élargissent leurs observations à de nombreuses galaxies spirales. La courbe de rotation plate se confirme partout. En 1973, une publication avec sa fille Judy Rubin et Kent Ford met en évidence une forte anisotropie des vitesses de récession des galaxies : l'effet Rubin-Ford. La seule explication cohérente à ces courbes plates est la présence d'un halo massif de matière non lumineuse entourant les galaxies : ce que l'on appellera la matière noire. Ses travaux fournissent la preuve observationnelle la plus solide de son existence

1981–1997 — SUITE DE CARRIÈRE

Galaxies à anneau polaire et étoiles contra-rotatives

Elle étudie en 1981-1982 avec François Schweizer la galaxie à anneau polaire A0136 avec les télescopes de 4 m du Cerro Tololo et de 2,5 m de Las Campanas au Chili. En 1989, son attention est attirée par la galaxie NGC 4550 dans la Vierge : après un an de réflexion, elle réalise que certaines de ses étoiles tournent dans un sens, d'autres en sens inverse. Donald Lynden-Bell et Scott Tremaine confirment six mois plus tard qu'une telle galaxie est même plus stable qu'une galaxie ordinaire. En novembre 1997, elle est invitée à visiter la base américaine de McMurdo au pôle Sud.

2008–2016 — FIN DE VIE

Un héritage immense

Son mari Robert Rubin meurt en 2008. Vera Rubin s'éteint le 25 décembre 2016 à Princeton, à 88 ans. Ses quatre enfants ont tous obtenu un doctorat en sciences : David et Allan en géologie, Judith en astronomie, Karl en mathématiques. Elle n'a jamais reçu le Prix Nobel malgré de nombreuses nominations; une absence que la communauté scientifique considère toujours comme une lacune historique.