Schlagwort: dunkle materie

Joanna Dunkley

* 1979

Jo Dunkley absolvierte ihre Schulbildung an der North London Collegiate School und begann 1997 das Studium der Theoretischen Physik an der Trinity Hall in Cambridge. 2001 machte sie dort ihren MSc, anschließend arbeitete sie an der University of Oxford auf einen Doktortitel hin. Sie promovierte 2005 unter Pedro G. Ferreira mit einer Arbeit über `Moderne Methoden zur Einschätzung kosmologischer Parameter: Jenseits des adiabatischen Paradigmas´. Als Postdoktorandin erforschte sie die kosmische Hintergrundstrahlung mit David Spergel und Lyman Page über die Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), einer Sonde, die von 2001 bis 2010 die Erde umrundete und die Strahlung maß. Dunkley, Spergel und Page werteten die Daten der Sonde an der Princeton University aus. Zum Team der WMAP gehörte sie von 2007 bis 2012 an, schon von 2009 gehörte sie auch zum Kernteam, das mit dem Planck-Weltraumteleskop arbeitete. Im gleichen Zeitrahmen trieb sie ihre akademische Karriere voran, von einer Fellow am Exeter College in Oxford, zur Assistenz- und vollen Professorin der Astrophysik dort, bevor sie 2016 als Professorin nach Princeton zurückkehrte.

Jo Dunkley befasste sich in ihren Forschungen mit WMAP und dem Planck-Weltraumteleskop mit der Untersuchung von Dunkler Materie und Dunkler Energie, zum Beispiel mit Hilfe des Gravitationslinseneffektes. Heute sucht sie mit dem Teleskop des Simons Observatory in der Atacama-Wüste nach `neuen physikalischen Gesetzmäßigkeiten, Komplexitäten und Teilchen, die existiert haben könnten, als das Universum noch sehr jung war´.

Sie gewann, neben zahlreichen anderen Auszeichnungen, 2016 den Rosalind-Franklin-Award. Seit 2019 ist sie OBE, für dieses Jahr gewann sie den New Horizons in Physics Prize.

Im Rahmen ihrer Lesereise zu ihrem ersten Buch weist sie immer wieder auf die entscheidenden Beiträge weiblicher Wissenschaftlerinnen hin. Auch bei dem Vortrag im Video unten, in dem Dunkley einen Überblick über ihr Forschungsgebiet gibt, erwähnt sie Henrietta Swan Leavitt und ihre bahnbrechenden Erkenntnisse zu Sternenklassen, sowie Vera Rubin und ihre Entdeckung der Dunklen Materie.

Jo Dunkley über unser Universum und wie es funktioniert (Englisch)

Ma Chung-pei

*1967

Der Wikipedia-Beitrag von Ma Chung-pei (Link Englisch) gibt ihr Geburtsjahr zwar nicht an, erwähnt aber, dass sie 1983 die National Violin Competition gewann, und weiter unten, dass sie dies im Alter von 16 Jahren tat.

Chung-pei kam in Taiwan zur Welt und besuchte eine Highschool in Taipeh. Sie besuchte anschließend das Massachusetts Institute of Technology (MIT), wo sie 1987 ihren BSc in Physik machte. Sie setzte ihr Studium dort fort, bis sie 1993 ihren PhD machte, mit Alan Guth als Doktorvater; ihre Doktorarbeit schrieb sie zu theoretischer Kosmologie und Teilchenphysik. Im Anschluss an ihre Promotion nahm sie ein postdoktorales Stipendium am California Institute of Technology (Caltech) wahr, bis sie 1996 zunächst als Assistenz-Professorin und später als außerordentliche Professorin an der University of Pennsylvania unterrichtete und forschte. Seit 2001 ist sie Professorin für Astronomie an der University of California, Berkeley. Ihr Forschungsschwerpunkt ist hier die large-scale structure (Link Englisch) des beobachtbaren Universums, Dunkle Materie und die kosmische Hintergrundstrahlung.

2011 entdeckte das Team unter Ma Chung-peis Leitung zwei der größten bekannten Schwarzen Löcher. Sie liegen in den Zentren weit entfernter Galaxien und sind in etwa 2.500 Mal so groß wie das Schwarze Loch im Zentrum unserer Galaxie. (Quelle: phys.org)

42/2020: Katharine Foot, 14. Oktober 1852

frauenfiguren katharine foot
Group photo of researchers of the Marine Biology laboratory. First row, seated on ground (left to right): Howard S. Erode, Arnold Graf, John P. Munson, Robert P. Bigelow, Gary N. Calkins. Second row, seated (left to right): W. H. Dudley, Walter M. Rankin, A. D. Mead, Edmund B. Wilson, C. O. Whitman, E. G. Conklin, Hermon C. Bumpus, F. S. Lee. Third row, standing (left to right): – —(?), Pierre A. Fish, Cornelia M. Clapp, Sho Wakase, Katharine Foot, A. D. Morrill, Joseph C. Thompson (?), Esther F. Byrnes. Back row, standing (left to right): M. A. Brannon, Bradley M. Davis, Clara Langenbeck, S. Emma Keith, Margaret Lewis, Louise B. Wallace, J. L.“ Kellogg, George W. Field, Frank R. Lillie, O. S. Strong, Mary M. Sturges, John McCrae.
Autor unbekannt – Popular Science Monthly Volume 79, Gemeinfrei

Katharine Foot (CN politisch inkorrekte Bezeichnung für Amerikanische Ureinwohner) kam in Geneva, New York, zur Welt und besuchte in ihrer Kindheit und Jugend Privatschulen. Sie war Mitglied des New Yorker Clubs zur Förderung von Frauen ‚Sorosis‘, wo sie Alice Fletcher kennenlernte, mit der sie ein Interesse für die Belange der nordamerikanischen Ureinwohner teilte. Sie begleitete die Ethnologin sogar (vermutlich 1886) nach Alaska, um das Gespräch mit den dortigen Ureinwohnern zu suchen.

In den 1890er Jahren lebte Foot beim Gründer der Northwestern University in Evanston, Illinois. Im Jahr 1892 ließ sie sich für die Mitarbeit am Marine Biological Laboratory ausbilden, wo sie zeit ihres Lebens Mitglied bleiben sollte. Nach einem sechswöchigen Kurs über Wirbellose erhielt sie von Zoologe Charles Ottis Whitman den Auftrag, die Reifung und Befruchtung von Regenwurmeiern der Gattung Allolobophora foetida zu untersuchen. Über die Ergebnisse dieser Untersuchung schrieb sie 1894 einen Artikel, zwei Jahre später durfte sie als erste Frau des Labor dorts einen Vortrag halten, ihr Thema: „Die Zentrosomen des befruchteten Eis von Allolobophora foetida„.

Im Folgejahr, 1897, wurde Ella Church Strobell ihre Assistentin, nach zweijähriger Zusammenarbeit veröffentlichten die beiden Frauen gleichberechtigt als Ko-Autorinnen. Foot und Strobell gehörten in dieser Zeit zu den ersten Wissenschaftler:innen, die die Bilder ihrer Untersuchungsobjekte nicht mehr zeichneten, sondern fotografierten. Sie erarbeiteten auch eine neue, bahnbrechende Technik, wie in niedrigeren Temperaturen dünnere und damit einsichtigere Materialproben hergestellt werden konnten.

1906 wurde Katharine Foot in der ersten Ausgabe der Sammlung American Men of Science (Link Englisch) (sic! Erst 1971 wurde daraus American Men and Women of Science) als eine der 1.000 wichtigsten Wissenschaftler:innen des Jahres genannt – die deutschen Wikipedia-Einträge zu Katharine Foot, Grace Andrews und Charlotte Angas Scott lassen keinen genauen Schluss zu, ob Foot bereits in der Erstausgabe als eine von zwei oder drei Frauen erwähnt wurde oder ob sie erst später aufgenommen wurde. Andrews und Scott gelten nach ihren Wiki-Einträgen als die ersten beiden Frauen in der biografischen Nachschlagewerke.

Foot und Strobell arbeiteten von 1906 bis 1913, möglicherweise in einem eigenen Labor, an der Erforschung der unterschiedlichen Entwicklungsstadien der Kürbiswanzen. Sie untersuchten wie Nettie Stevens die Rolle von Chromosomen bei erblichen, geschlechtsgebundenen Merkmalen und verteidigten ihre Thesen darüber auch gegenüber Thomas Hunt Morgan, der als Entdecker der Chromosomen als Geschlechtsphänoytp bestimmender Faktoren gilt – obwohl er erst nach Foot, Strobell und Stevens zu dieser Meinung kam.

1914 gingen Foot und Strobell nach England, um ihre Forschungen am New College in Oxford fortzusetzen. Dort erkrankte Strobell jedoch drei Jahre später, womit ihre gemeinsame Arbeit endete. Katharine Foot meldete sich zum Ende des Ersten Weltkrieges als Freiwillige beim Amerikanischen Roten Kreuz und untersuchte für diese Organisation den Lebenszyklus der Kleiderlaus. Ella Church Strobell starb 1920, Foot lebte noch in den 1930er in London, doch zog im Laufe des Zweiten Weltkrieges zurück in die USA. Dort starb sie 1944 in Camden, South Carolina, mit 92 Jahren.

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Ebenfalls diese Woche

frauenfiguren large-scale structure
Zur Veranschaulichung der Großen Struktur des Kosmos werden die Wachstumsstrukturen von Schleimpilzen herangezogen
By ESA/Hubble, CC BY 4.0

12. Oktober 1861: Kristine Meyer (Link Englisch)
Als erste dänische Frau ihres Landes erlangte die Physikerin einen Doktorgrad in Naturwissenschaften.

14. Oktober 1971: Licia Verde (Link Englisch)
Die italienische Kosmologin und Theoretische Physikerin ist bekannt für ihre Forschung zur Großen Struktur des Kosmos (wie Galaxien und Materie im Kosmos verteilt sind) und Dunkler Materie.

17. Oktober 1720: Geneviève Thiroux d’Arconville
Ihre Erforschung von Fäulnisprozessen der französischen Naturforscherin stellt den Grundstein für diesen Bereich der Chemie dar. Auch sie wurde Opfer des Matilda-Effektes und schrieb über ihre eigene Beobachtung dazu: „Im Privatleben [im Sinne von: außerhalb gesellschaftlicher Normen] spielen Frauen nicht ungestraft eine Rolle. Sind sie galant? Sie werden verachtet. Sind sie intrigant? Sie werden gefürchtet. Sollten sie Wissen oder Witz zeigen? Wenn ihre Werke schlecht sind, werden sie ausgepfiffen; sind sie hingegen gut, werden sie ihnen gestohlen und sie werden lächerlich gemacht, wenn sie die Arbeit als ihre eigene beanspruchen.“ (Quelle: Wiki) Viele ihrer Manuskripte waren bis 2007 verschollen.

30/2020: Vera Rubin, 23. Juli 1928

frauenfiguren vera rubin
vlnr: Anne Kinney, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.; Vera Rubin, Dept. of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institute of Washington; Nancy Grace Roman Retired NASA Goddard; Kerri Cahoy, NASA Ames Research Center, Moffett Field, Calif.; Randi Ludwig, University of Texas, Austin, Texas. Photo taken during the NASA Sponsors Women in Astronomy and Space Science 2009 Conference, held at the University of Maryland University College (UMUC) Inn and Conference Center, Adelphi, Md, October 21-23 2009
By NASA

Vera Rubin kam in Philadelphia, Pennsylvania zur Welt als Tochter zweier jüdischer Immigranten: Ihr Vater stammte aus Vilnius (damals Polen, heute Litauen) ihre Mutter aus Bessarabien (in der Region des heutigen Moldavien und der Ukraine). Sie zeigte schon mit 10 Jahren Interesse an der Astronomie und beobachtete mit einem selbstgebauten Teleskop aus Pappe Meteoren.

Nachdem sie 1944 die High School abgeschlossen hatte, beschloss sie, am Vassar College zu studieren, weil ihr Vorbild Maria Mitchell dort Professorin gewesen war. Vier Jahre später machte sie dort mit 20 Jahren ihren Bachelor of Science als einzige Absolventin in der Astronomie. Sie wollte sich anschließend in Princeton einschreiben, doch Frauen waren dort damals – und noch für weitere 27 Jahre – nicht zugelassen. Einer Einladung von Harvard folgte Rubin nicht, sondern schrieb sich an der Cornell University in New York ein, da ihr Ehemann Robert dort ebenfalls studierte.

An der Cornell University untersuchte Vera Rubin für ihre Masterarbeit die Bewegungen von 109 Galaxien; dabei war sie eine der ersten Menschen, die Abweichungen von der Hubble-Konstante beobachtete. Kurz gefasst beschreibt die Hubble-Konstante, oder heute: der Hubble-Parameter, die Rate der Expansion des Universums. Durch ihre Beobachtungen kam sie zunächst zu der These, dass es in der Expansion eine Orbitalbewegung des Universums um einen Pol gäbe – eine These, die widerlegt wurde. Doch Rubins Ableitung aus ihren Ergebnissen, dass die Galaxien sich grundsätzlich im Universum fortbewegen, stellte sich als wahr heraus und war Grundlage für weitere Forschungen in dieser Hinsicht. Rubin lieferte mit den Ergebnissen auch einen Beweis für eine Supergalaktische Ebene, die wiederum die Basis bildet für das Supergalaktische Koordinatensystem.

Vera Rubin schloss mit ihrer Forschungsarbeit 1951 ihren Mastertitel ab. Sie trat auch den Kampf an, ihre als kontrovers betrachteten Ergebnisse auch bei der American Astronomical Society zu präsentieren, obwohl sie zu diesem Zeitpunkt ein Kind hatte und mit dem zweiten schwanger war. Sie wurde jedoch abgelehnt, ihre Arbeit wurde übersehen.

Weder von diesem Rückschlag noch vom Elterndasein ließ sich Rubin davon abhalten, ihre Karriere fortzusetzen. Sie schrieb sich für ein Doktorandenstudium an der Georgetown University ein, als Doktorvater betreute sie George Gamow. In den drei Jahren, in denen sie an ihrer Dissertation schrieb, wurde ihr unter anderem einmal untersagt, ihren Doktorvater in seinem Büro zu treffen, weil Frauen diesen Bereich der Universität nicht betreten durften. Ihren Doktortitel erlangte sie 1954 mit einer Dissertation, in der sie die Theorie aufstellte, dass Galaxien in Clustern oder Haufen auftreten, statt zufällig über das Universum verteilt zu sein. Auch dieser Gedanke Rubin war zu diesem Zeitpunkt kontrovers zum allgemeinen Wissensstand und wurde in den folgenden 20 Jahren nicht weiter verfolgt.

Nach ihrer Promotion arbeitete Rubin in den folgenden elf Jahren an diversen Instituten als Lehrerin, Forschungsastronomin und Assistenzprofessorin; da sie auch insgesamt vier Kinder hatte, übte sie große Teile ihres Berufs von zu Hause aus. 1963 arbeitete sie für ein Jahr mit Geoffrey und Margaret Burbidge zusammen an der Erforschung der Galaxienrotation am McDonald Observatory in Texas. Mit Burbidge sollte sie auch danach der allgemeine politische Einsatz für Frauen in der Wissenschaft verbinden. 1965 wurde Rubin Angestellte der Carnegie Institution of Washington, heute Carnegie Institution of Science. Im Rahmen dieser Anstellung ersuchte sie auch um die Möglichkeit, am Palomar Observatory in San Diego zu arbeiten. Dort angekommen, musste sie feststellen, dass es vor Ort keine „facilities“, also Schlaf- und Sanitärräume für Frauen gab. Vera Rubin schnitt ein Stück Papier in Form eines Rocks aus, klebte dieses über eine der ‚männlichen‘ Türschilder und schuf so die Verhältnisse, die ihr einen Aufenthalt erleichtern würden (so schildert es dieser Artikel in The Atlantic).

Ebenfalls bei ihrer Tätigkeit an der Carnegie Institution traf sie auf Kent Ford, der astronomische Instrumente herstellte. Unter anderem hatte er ein optisches Spektrometer gebaut, das die Spektren jener Himmelskörper optisch verstärkte, die bisher zu dunkel waren, um sie zu deuten. Mit den Instrumenten von Ford machte Rubin unter anderem an der Andromedagalaxie unter anderem eine Beobachtung, die als Rubin-Ford-Effekt (Link Englisch) bekannt wurde: Eine Anisotropie in der Expansion des Universums, beobachtet allerdings an einer begrenzten Anzahl Galaxien und heute zu einem nur augenscheinlichen, nicht tatsächlichen Phänomen erklärt. (Eine Anisotropie ist eine Eigenschaft, die von der Richtung einer Bewegung abhängig ist.) Die Ergebnisse ihrer Forschungen wurden jedoch wieder einmal als zu kontrovers von der wissenschaftlichen Gemeinschaft abgelehnt. 1976 veröffentlichte Rubin eine Arbeit, in dem sie die Theorie einer Pekuliargeschwindigkeit nicht nur für Sterne, sondern auch für Galaxien aufstellte, die anfangs abgelehnt, aber heute als ‚large streaming scale‚ akzeptiert ist.

frauenfiguren rotationskurve
Tatsächliche Rotationskurve der Spiralgalaxie Messier 33 (gelbe und blaue Punkte mit Fehlerbalken) und eine aufgrund der Verteilung sichtbarer Materie vorhergesagte (graue Linie).
Von Mario De Leo – Eigenes Werk, CC BY-SA 4.0

Für eine kurze Zeit befassten sich Rubin und Ford auch mit Quasaren, die gerade erst entdeckt worden waren. Sie wandte sich jedoch lieber einem Forschungsbereich zu, in dem sie hoffte, weniger Ablehnung zu erfahren, und untersuchte schließlich die Rotation von Galaxien und ihren Außenbezirken. Sie beobachtete hierbei flache Rotationskurven im Gegensatz zu den wieder abfallenden Kurven, die nach optisch erfassbaren Tatsachen zu erwarten waren. In den Außenbezirken müsste sich eine Galaxie nach dieser Erwartung langsamer drehen – stattdessen beobachtete Rubin, dass sich die äußeren Arem von Spiralgalaxien ebenso schnell um den Mittelpunkt drehen wie die inneren Bereiche. Außerdem drehen sich die Galaxien so schnell, dass sie auseinanderfliegen müssten, wenn der einzige Zusammenhalt, den sie haben, die Schwerkraft ihrer Sterne wäre. Diese beiden Beobachtungen ließen Vera Rubin schließen, dass diese Galaxien Dunkle Materie enthalten müssen und von einem Halo, einem ‚Heiligenschein‘ aus Dunkler Materie umgeben sein müssen. (Der Artikel zu Dunkler Materie enthält auch die schöne Videodatei, welche Bewegung ohne Dunkle Materie zu erwarten wäre und welche tatsächlich vorgefunden wird.) Nach ihren Berechnungen müssten Galaxien etwa fünf bis zehn Mal so viel Dunkle wie gewöhnliche Materie enthalten. Mit ihren Forschungsergebnissen lieferte sie die erste überzeugende Hinweise für diese Theorie, die in den 1930ern erstmals von zwei Astronomen, Jan Hendrik Oort und Fritz Zwicky postuliert wurde.

Später sollte Vera Rubins These durch die Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung und des Gravitationslinseneffektes bestätigt werden. Ihre ebenfalls auf diesen Ergebnissen basierende Theorie über nicht-Newtonsche Schwerkraft, die auf Galaxien wirkt, ist nicht wissenschaftlich akzeptiert oder bewiesen. Zur gleichen Zeit erforschte Vera Rubin das Phänomen des Gegenrotation in Galaxien und lieferte erste Nachweise dafür, dass Galaxien durch ihre Bewegung im Universum fusionieren, sowie zum Prozess, mit welchem Galaxien entstehen.

1981 wurde Vera Rubin zum Mitglied der National Academy of Sciences gewählt, als zweite weibliche Astronomin nach ihrer Kollegin Margaret Burbidge. 1996 wurde ihr die Goldmedaille der Royal Astronomical Society verliehen – als zweiter Frau, 168 Jahre nach der ersten Frau, der diese Ehrung zuteil wurde: Caroline Herschel. Das Dicovery Magazin nannte sie 2002 als eine der 50 wichtigsten Frauen in der Wissenschaft. Sie gewann nie einen Nobelpreis, was die Physikerin Lisa Randall und Astronomin Emily Levesque (Link Englisch) für eine Nachlässigkeit halten. Vera Rubin wird von jüngeren Kolleginnen wie Sandra M. Faber und Neta Bahcall (Link Englisch) als wichtiger Einfluss für ihre Wissenschaftskarrieren genannt, als eine derjenigen, die den Weg vorgaben für Frauen in der Wissenschaft, ein Leuchtfeuer für diejenigen, die Familie und eine Karriere in der Astronomie wollten. Rebecca Oppenheimer (Link Englisch), eine der Kuratorinnen für Astrophysik am American Museum of Natural History in New York, nennt Rubins Mentorinnenschaft als entscheidend für ihre Karriere.

Vera Rubin hatte vier Kinder, denen sie nach deren Aussagen vorlebte, dass „ein Leben in der Wissenschaft Spaß mache und erstrebenswert sei“ (Quelle: Wiki), was alle vier veranlasste, ebenfalls Wissenschaftler:innen zu werden. Gemeinsam mit ihrer Kollegin Burbidge setzte sich Rubin für die Repräsentation von Frauen in wissenschaftlichen Institutionen ein, die wenigen weiblichen Mitglieder in der National Academy of Science nannte sie „das Traurigste in ihrem Leben“. Sie starb am 25. Dezember 2016 an Komplikationen ihrer Demenzerkrankung.

Die Carnegie Institution of Science rief ihr zu Ehren ein Forschungsstipendium für Postdoktoranden ins Leben; die Division on Dynamical Astronomy der American Astronomical Society verleiht den Vera Rubin Early Career Prize. Im Dezember 2019 wurde das Large Synoptic Survey Telescope, das auf einem Gipfel des Cerro Panchon in Chile gebaut wird, als Vera C. Rubin Observatory umbenannt. Es soll im kommenden Jahr 2021 first light haben, endgültig fertiggestellt wird es nach Plan 2022.

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Ebenfalls diese Woche

22. Juli 1776: Etheldred Benett
Der britischen Paläontologin wurde von Zar Nikolaus I. die Ehrendoktorwürde der Universität St. Petersburg verliehen; er wusste wohl nicht, dass es sich bei ihr um eine Frau handelte.

25. Juli 1920: Rosalind Franklin
Quasi das Postergirl des Matilda-Effekts; von ihr nutzten Watson und Crick ungefragt und unauthorisiert Röntgenstrukturanalysen, die ihnen zur Entschlüsselung der DNA-Struktur verhalfen. Jahrelang wurde in wissenschaftlichen und biografischen Texten herablassend mit ihr umgegangen.

25. Juli 1956: Frances H. Arnold
Für ihre Pionierarbeit auf dem Gebiet der Gerichteten Evolution wurde der Biochemikerin 2018 der Nobelpreis für Chemie verliehen.

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§219a!