La fameuse galaxie d'Andromède ou M31 a été la première galaxie spirale où Vera Rubin a dressé une courbe de la vitesse de rotation des étoiles en fonction de la distance avec le centre. Des courbes similaires se sont révélées anormales. © Lorenzo Comolli

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Avec la disparition de Vera Rubin, la matière noire est orpheline

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Pendant les années 1970, l'astronome Vera Rubin a établi que les étoiles dans beaucoup de galaxies tournaient plus vite qu'elles ne le devraient si la gravitation n'était produite que par la matière lumineuse visible. Considérée depuis lors comme la découvreuse de la matière noire, elle vient de décéder à 88 ans.

Interview : quelles particules composent la matière noire ?  Selon les calculs et les observations, il existerait dans l'espace une grande quantité de matière invisible. Cette masse mystérieuse, baptisée matière noire, est encore aujourd'hui une énigme à laquelle se frottent de nombreux chercheurs. Dans le cadre de sa série de vidéos Questions d’experts, sur la physique et l’astrophysique, l’éditeur De Boeck a interrogé Richard Taillet, chercheur au LAPTH, afin qu'il nous en dise plus sur cette matière noire. 

 « Je suis devenu une astronome parce que je ne pouvais pas imaginer vivre sur Terre tout en n'essayant pas de comprendre comment l'univers fonctionne », écrivait en 2011 Vera Rubin dans l'introduction de son autobiographie pour l'Annual Review of Astronomy and Astrophysics. On la considère généralement comme la découvreuse de l'existence de la matière noire et c'est donc avec tristesse que la communauté scientifique vient d'apprendre qu'elle était décédée le 25 décembre 2016, à l'âge de 88 ans.

De l'avis de plusieurs personnes, Vera Rubin aurait mérité d'avoir le prix Nobel de physique et son nom vient donc de s'ajouter à la longue liste de ceux qui sont partis trop tôt pour se voir attribuer ce prix, comme Robert Brout ou Nicola Cabibbo, ou qui en ont injustement été privés. On pourrait certes objecter que les particules de matière noire n'ont pas encore été découvertes et qu'elles n'existent peut-être pas.

Vera Rubin en plein travail sur les galaxies. © Vassar College Library

Vera Rubin et les mouvements anormaux des étoiles

Mais même dans le cas où les mouvements anormaux des étoiles dans les galaxies finiraient par s'expliquer par une modification des lois de la gravitation de Newton dans la cadre de la théorie Mond, il n'en reste pas moins que c'est bel et bien Vera Rubin, seule au début puis en compagnie de son collègue Kent Ford, qui a pour la première fois démontré de façon convaincante que ces anomalies étaient réelles et cela dans toutes les galaxies. Avant elle, il existait bien les travaux de Fritz Zwicky, dans les années 1930, qui suggéraient la présence d'une matière non lumineuse supplémentaire dans les amas de galaxies mais ils n'avaient convaincu personne car pas assez solides. Dans tous les cas, Vera Rubin a donc profondément changé notre connaissance de l'univers observable.

Elle est née Vera Cooper le 23 juillet 1928 à Philadelphie. Son père s'appelait initialement Pesach Kobchefski et il était issu d'une famille d'immigrés d'origine lettone. Décidée à devenir astronome, elle a commencé à étudier à l'université Cornell, ce qui lui donna l'occasion d'assister à des cours de deux futurs prix Nobel : rien de moins que Richard Feynman et Hans Bethe. Mais c'est avec George Gamow, le père de l'effet tunnel et de la théorie du Big Bang, qu'elle passera finalement sa thèse en 1954 avant de rejoindre en 1965 la Carnegie Institution de Washington, étrangement dans le département consacré à l'étude du magnétisme terrestre.

Vera Rubin à l'observatoire Lowell en Arizona vers 1965. © Carnegie Institution for Science

Il faut dire que Vera Rubin aura à se battre, à plusieurs reprises, pour s'imposer en tant que femme dans un monde d'astronomes et d'astrophysiciens masculins (l'université de Princeton a refusé sa candidature pour faire des études d'astronomie et d'ailleurs, ce n'est qu'à partir de 1975 que des femmes pourront s'y inscrire en master dans ce domaine d'étude), ce qui va contribuer à forger son féminisme. Elle sera par exemple la première femme à être officiellement autorisée à utiliser le télescope du mont Palomar en 1965. Son amie et collègue Margaret Burbidge n'avait pu le faire avant elle que parce qu'elle profitait de l'autorisation de son mari, Geoffrey Burbidge.

Mariée au chimiste Robert J. Rubin (alors qu'elle était encore en master), l'astronome trouvera le temps et l'énergie pour élever ses quatre enfants qui tous deviendront des scientifiques. Pour longtemps encore, elle continuera à servir d'inspiration pour les femmes se destinant à devenir astronome ou astrophysicienne.