暗物質發現第一人去世:諾貝爾物理學獎或憾失第3位女性得主

　　編者按：

　　在宇宙中，我們熟知的原子、分子構成的普通物質，如太陽、月亮、地球，只佔宇宙的5%，而其他的95%則由暗物質和暗能量所組成。暗物質的最早發現來自於一位美國傑出女性天文學家維拉·羅賓的工作。令人遺憾的是，羅賓數次與諾貝爾獎失之交臂，近日離世。「她的去世就象華裔女物理學家吳健雄未得諾貝爾獎一樣，留下了諾獎史上的一大遺憾。」上海交通大學鴻文講席教授季向東特地撰文以為紀念。

天文學家羅賓及其親筆簽名，圖片來自dighist.org

　　2016年12日25日，世界著名的美國女天文學家維拉·羅賓（Vera Rubin），在美國新澤西州普林斯頓去世，終年88歲。

　　1928年7月23日，羅賓出生在美國一個猶太家庭里，她的父親是一名電氣工程師，從小鼓勵她熱愛天文，並經常帶著她和她的姐姐去參加業餘的天文學會議。在羅賓14歲那年，她跟父親親手完成了一架自製的望遠鏡。由此，將她帶入天文學領域。

　　然而在上世紀四五十年代，女性進入天文領域會受到不公正的待遇。羅賓原本打算在普林斯頓大學攻讀她的研究生學位，但是由於該校不允許女性進入這一領域，她不得不輾轉至康奈爾大學。在研究生階段，她發現了星系背離哈勃流運動規律的現象，並認為星系也許在圍繞著一個未知的中心運動。讀博士階段，她發現宇宙中的星系並非隨機分布，而是呈現斑塊狀分布。令人遺憾的是，這兩個觀點當時不被廣泛接受。

工作中的羅賓，圖片來自learnerlog.org

1993年，羅賓從總統柯林頓和副總統戈爾手上接過國家科學獎章，圖片來自imgarcade.com

　　1965年，她成為美國帕洛馬山天文台（Palomar Observatory）第一個女性工作者，在此之前，女性是不被允許來這裡工作的。1970年，她和肯特·福特（W。 Kent Ford）證實宇宙中存在暗物質。儘管如今我們對暗物質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。

　　維拉曾經是2015年諾貝爾物理學獎的熱門人選，也多年被提名，可以說，她是發現星系中暗物質的第一人。可惜那年的諾貝爾物理學獎給予了中微子振蕩的發現。她的去世就象華裔女物理學家吳健雄未得諾貝爾獎一樣，留下了諾獎史上的一大遺憾。

　　維拉和合作者福特曾發現，在仙女座星系中，遠離中心的恆星和在中心附近的恆星轉動的速度一樣快。他們詳細測量了恆星的速度與到星系中心的距離的關係，稱為星系轉動曲線。這個轉動曲線包含了一個巨大的秘密： 它與牛頓和愛因思坦的引力理論預言不符合，可稱為天文學領域的世紀發現。後來人們用暗物質來解釋這個轉動曲線，認為是暗物質存在的最有力的天文學證據。

　　隨後，天文學家據此認為，每一個星系都有一個巨大的暗物質暈，就像霧霾一樣把可見物質包圍其中，暗物質占整個星系的95%以上的質量。我國四川錦屏地下室的PandaX 和CEDEX實驗都是通過直接探測的辦法來探測銀河系中在太陽軌道附近的暗物質。PandaX 500公斤級的實驗於2016年達到世界最好的探測靈敏度，但未發現暗物質蹤跡。丁肇中先生領導的AMS-2空間站實驗和由南京紫金山天文台主導的暗物質衛星實驗主要是探測銀河系中心暗物質的湮滅信號。

　　也有理論家提出，也許牛頓和愛因斯坦理論在星系或更大的尺度上必須進行修正。但不管是哪種可能，維拉的發現是毫無疑問是諾貝爾級的。歷史上有兩百多位物理學家獲得過諾貝爾物理學獎，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）。後者得諾貝爾獎還是在1963年，距今已整整53年了。

羅賓在2009年NASA女天文學家會議上，左二為羅賓。

　　早年的不公待遇，讓羅賓在學有成就之後，鼓勵更多的女性進入天文學領域以及其他科學領域，她的努力也卓有成效，越來越多的女性已在天文學領域工作，並受到尊重。她對科學以及天文學的熱情，也感染了她的4個孩子，他們從小耳濡目染，長大之後都成為美國大學裡面的學者，其中一位跟她一樣，也是一名天文學家。