{"id":23376,"date":"2017-01-02T11:33:47","date_gmt":"2017-01-02T10:33:47","guid":{"rendered":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2017\/01\/02\/vera-rubin-die-dunkle-materie-und-der-nobelpreis\/"},"modified":"2025-05-14T16:28:43","modified_gmt":"2025-05-14T14:28:43","slug":"vera-rubin-die-dunkle-materie-und-der-nobelpreis","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astrodicticum-simplex.ulrich.digital\/index.php\/2017\/01\/02\/vera-rubin-die-dunkle-materie-und-der-nobelpreis\/","title":{"rendered":"Vera Rubin, die Dunkle Materie und der Nobelpreis"},"content":{"rendered":"

Das Jahr 2017 hat gerade erst angefangen. Was es uns allen bringen wird, wissen wir nicht. Aber wir wissen zumindest, was 2017 nicht passieren wird: Der Nobelpreis f\u00fcr Physik wird definitiv nicht an Vera Rubin<\/i> verliehen werden. Denn die amerikanische Astronomin verstarb am 25. Dezember 2016 nach einer langen und sehr erfolgreichen wissenschaftlichen Karriere. Eine Karriere, die eigentlich mit dem bedeutendsten Preis der Naturwissenschaft gew\u00fcrdigt werden h\u00e4tte m\u00fcssen. Aber Rubin hat den Nobelpreis nie bekommen und wird ihn nun auch nicht mehr bekommen k\u00f6nnen.<\/p>\n

\"Vera<\/a>
Vera Rubin im Jahr 2009 (Bild: NASA\/Jay Freidlander, gemeinfrei<\/a>)<\/figcaption><\/figure>\n

\u00dcber den wichtigsten Teil von Rubins Arbeit habe ich fr\u00fcher schon mal geschrieben<\/a>; m\u00f6chte aber den Anlass nutzen um noch einmal darauf hinzuweisen, was sie geleistet hat. In diversen Nachrufen wird Rubin gerne als die „Entdeckerin“ der Dunklen Materie<\/i> bezeichnet. Oder als diejenige, die den Nachweis der Existenz dunkler Materie erbracht hat. Beides ist nicht richtig; obwohl die zweite Aussagen schon wesentlich n\u00e4her an der Wahrheit ist als die erste. <\/p>\n

Schon in den 1930er Jahren hat der Astronom Fritz Zwicky Hinweise auf die Existenz einer neuen Art von Materie<\/a> gefunden. Die Idee, dass es so etwas wie „dunkle Materie“ geben k\u00f6nnte, war also schon vorhanden, als Rubin mit ihrer Ausbildung begann. <\/p>\n

Die junge Astronomin arbeitete in den 1960er Jahren an einem seltsamen und umstrittenen Thema. Sie wollte herausfinden, ob sich das Universum dreht. Daf\u00fcr verma\u00df sie die Bewegung und Drehrichtung vieler Galaxien – wurde aber mit ihrer Arbeit f\u00fcrs Erste von den meisten Wissenschaftlern ignoriert. Die Daten waren nicht allzu eindeutig (das sind sie heute immer noch<\/a>) und das Thema eher etwas f\u00fcr Au\u00dfenseiter. Und dass Vera Rubin eine Frau war, half ihr in der m\u00e4nnerdominierten Wissenschaft der 1960er Jahre auch nicht unbedingt weiter (sie durfte teilweise nicht mal an den gro\u00dfen Teleskopen beobachten, weil Frauen dort wegen „fehlender Sanit\u00e4reinrichtungen“ nicht zugelassen waren). Rubin wurde zwar von Gr\u00f6\u00dfen wie George Gamow<\/a> oder G\u00e9rard-Henri de Vaucouleurs<\/a> unterst\u00fctzt; entschied sich dann aber doch, zu einem anderen Arbeitsgebiet zu wechseln. Sie blieb den Galaxien aber trotzdem treu; nur untersuchte sie nun, wie sich die Sterne dort bewegen. Ihr erstes Beobachtungsobjekt war die Andromedagalaxie (M31), unser galaktischer Nachbar im All. <\/p>\n

Sterne, die das Zentrum einer Galaxie umkreisen sollten sich im Prinzip so verhalten, wie Planeten, die einen Stern umkreisen. Je n\u00e4her ein Planet seinem Stern ist, desto schneller bewegt er sich. Merkur, der sonnenn\u00e4chste Planet braucht nur 88 Tage f\u00fcr eine Runde. Bei der Erde sind es bekannterma\u00dfen 365 Tage und der ferne Neptun braucht ganze 165 Jahre. Dieses Verhalten folgt direkt aus dem Newtonschen Gravitationsgesetz bzw. Einsteins Allgemeiner Relativit\u00e4tstheorie. Je weiter man sich von einem schweren Objekt entfernt, desto geringer ist der Einfluss seiner Gravitationskraft. In einer Galaxie sollte es eigentlich so \u00e4hnlich sein. Je weiter entfernt sich ein Stern vom Zentrum befindet, desto schw\u00e4cher sp\u00fcrt er den Einfluss der Gravitationskraft und desto langsamer sollte er sich bewegen. Rubin probierte nun, die sogenannte „Rotationskurve“ von Andromeda zu messen. Sie bestimmte die Umlaufgeschwindigkeit von Sternen in unterschiedlichem Abstand zum Zentrum und erwartete, dass die Geschwindigkeit mit zunehmenden Abstand immer kleiner wird. Gemessen hat sie dann aber das hier:<\/p>\n

\"Bild:<\/a>
Bild: Rubin & Ford, 1970<\/a><\/figcaption><\/figure>\n

Dieses ber\u00fchmte Diagramm stammt aus der Arbeit „Rotation of the Andromeda Nebula from a Spectroscopic Survey of Emission Regions“<\/a> die Rubin im Jahr 1970 ver\u00f6ffentlichte. Die x-Achse zeigt den Abstand zum Zentrum der Galaxie (die Einheiten sind oben in Kiloparsec angegeben und unten in Bogenminuten). Und man erkennt deutlich, dass die Kurve im rechten Bereich des Diagramms nicht<\/i> nach unten abf\u00e4llt, wie man es erwarten w\u00fcrde, sondern im wesentlichen gerade verl\u00e4uft.<\/p>\n

Rubin und ihre Kollegen beobachten im Laufe der Zeit immer mehr Galaxien und \u00fcberall fanden sie das selbe Verhalten: Die Sterne in den \u00e4u\u00dferen Bereichen der Galaxien bewegten sich zu schnell! Auch Beobachtungen anderer Wissenschaftler im Radiowellenbereich des elektromagnetischen Spektrums zeigten diese seltsame Bewegung. Die Daten schienen zu zeigen, dass die sichtbare Materie in der Galaxie nicht alles sein konnte. Es musste auch dort noch Materie vorhanden sein, wo die leuchtende Materie l\u00e4ngst zu Ende ist. Die Galaxien schienen in eine gro\u00dfe Wolke aus „dunkler Materie“ eingebettet zu sein und der gravitative Einfluss dieser dunklen Materie f\u00fchrte dazu, dass sich die Sterne schneller bewegten, als man erwarten w\u00fcrde.<\/p>\n

„Nobody ever told us that all matter radiated. We just assumed that it did.“<\/i><\/p><\/blockquote>\n

sagte Vera Rubin – und hatte damit Recht. Man war bis dahin einfach davon ausgegangen, dass jede Materie auch mit Licht wechselwirkt; also entweder selbst Licht abgibt oder aber zumindest Licht reflektiert und damit sichtbar ist. Aber wer sagt, dass das so sein muss? Warum sollte es nicht auch Materie geben, die das nicht tut? Alle Beobachtungen deuteten jedenfalls darauf hin. Man hatte nun schon Daten auf zwei v\u00f6llig verschiedenen Gr\u00f6\u00dfenskalen: Einerseits die Bewegung von Galaxien in Galaxienhaufen, die Zwicky 1933 beobachtet hatte. Andererseits die Bewegung Sternen in Galaxien, die von Rubin und diversen anderen Astronomen ab den 1970er Jahren analysiert wurde. Beide zeigten, dass sich die Himmelsk\u00f6rper so verhielten, als g\u00e4be es neben der normalen, sichtbaren Materie auch noch eine „dunkle Materie“, die nicht leuchtet. Beide Beobachtungen kamen unabh\u00e4ngig voneinander zum gleichen Ergebnis (und stimmten auch noch in der Menge der dunklen Materie \u00fcberein, die vorhanden sein musste).<\/p>\n

Die Arbeit von Rubin war deswegen so bedeutend, weil sie die Existenz eines Ph\u00e4nomens klar und deutlich belegen konnte. Das Ph\u00e4nomen war eine Bewegung von Sternen und Galaxien, die nicht mit der von der Gravitationstheorie vorhergesagten Bewegung \u00fcbereinstimmt. Ihre Arbeit stellt keine<\/i> „Entdeckung“ dunkler Materie dar (was sie selbstauch nie behauptet hat<\/a>) – das ist etwas, das uns bis heute nicht gelungen ist. Wir sehen zwar \u00fcberall im Universum Ph\u00e4nomene die so aussehen, als w\u00fcrden sie von einer noch unentdeckten Art von Materie verursacht. Diese Ph\u00e4nomene zeigen sich auf allen Gr\u00f6\u00dfenskalen; vom Verhalten des Universums als Ganzes bis hin zur subatomaren Welt der Teilchen. Die Ph\u00e4nomene werden von unterschiedlichen Methoden aus unterschiedlichen Disziplinen unabh\u00e4ngig voneinander beobachten und kommen dabei zu den gleichen Befunden. Theorien aus verschiedenen Ecken der Naturwissenschaften sagen die Existenz von Teilchen voraus, die genau die Eigenschaften h\u00e4tten, die beobachteten Ph\u00e4nomene zu erkl\u00e4ren. Die Indizienlage ist also ziemlich eindeutig – aber bevor die konkreten Teilchen der dunklen Materie nicht auch ebenso konkret in Teilchendetektoren nachgewiesen werden k\u00f6nnen, ist die dunkle Materie nicht „entdeckt“.<\/p>\n

In Sachen Nobelpreis sollte das eigentlich keine Rolle spielen. Das Ph\u00e4nomen<\/i> selbst, das Vera Rubin entdeckt und best\u00e4tigt hat, ist unzweifelhaft vorhanden; unabh\u00e4ngig von der Erkl\u00e4rung. So wie das ja auch beim Ph\u00e4nomen der beschleunigten Expansion des Universusm (aka „dunkle Energie“) der Fall ist, f\u00fcr dessen Entdeckung der Nobelpreis des Jahres 2011 verliehen<\/a> wurde. Die Suche nach einer Erkl\u00e4rung der Beobachtung von Rubin und ihren Nachfolgern hat die Astronomie ma\u00dfgeblich beeinflusst und voran gebracht. Egal wohin diese Forschung am Ende f\u00fchren wird: Unser Bild vom Universum wird sich fundamental ver\u00e4ndert haben. <\/p>\n

Beziehungsweise: Unser Bild des Universums hat<\/i> sich durch die Arbeit von Vera Rubin schon fundamental ver\u00e4ndert. Und daf\u00fcr h\u00e4tte sie die Auszeichnung mit dem Physik-Nobelpreis mehr als verdient. Das Nobelpreiskomitee hat wieder einmal die Chance verpasst, die preisw\u00fcrdige Forschungsleistung einer Frau zu ehren und muss sich weiterhin vorwerfen lassen, die Arbeit von forschenden Frauen zu ignorieren. Nach Marie Curie und Maria Goeppert-Mayer<\/a> h\u00e4tte Vera Rubin die dritte Physik-Nobelpreistr\u00e4gerin sein sollen! Noch besser w\u00e4re es allerdings gewesen, wenn sie nicht die dritte Preistr\u00e4gerin geworden w\u00e4re, sondern die siebte, dreizehnte oder sechsundzwanzigste! Es ist eine Schande, dass seit 1963 keine Frau mehr mit dem Nobelpreis f\u00fcr Physik ausgezeichnet worden ist. Und es ist eine Schande, dass eine so eindeutig preisw\u00fcrdige Kandidatin wie Vera Rubin in all den Jahren nie ausgezeichnet wurde!<\/p>\n

P.S. Ebenfalls unerfreulich ist die Tatsache, dass es kaum popul\u00e4re Literatur \u00fcber Rubin gibt; es gibt nur eine *<\/a> Autiobiografie von ihr, die nur noch antiquarisch und teuer erh\u00e4ltlich ist. Es gibt nichtmal wirklich gute Bilder von ihr unter einer freien Lizenz! Aber ihr k\u00f6nnt euch zumindest die Astronomy-Cast-Folge \u00fcber ihr Leben und ihre Arbeit ansehen:<\/i><\/p>\n