vaikka hänen isänsä suhtautui arveluttavasti tähtitieteen uramahdollisuuksiin, hän tuki hänen kiinnostustaan auttamalla tätä rakentamaan oman teleskoopin ja menemällä tämän kanssa amatööriastronomien kokouksiin. Hän sai stipendin arvostettuun naisten Collegeen Vassariin, josta hän valmistui ainoana tähtitieteen pääaineenaan vuonna 1948. Hakiessaan tutkijakouluihin Rubinille kerrottiin, että ”Princeton ei hyväksy naisia” tähtitieteen ohjelmaan. (Tästä politiikasta luovuttiin vasta vuonna 1975.) Lannistumatta Rubin haki Cornelliin, jossa hän opiskeli fysiikkaa Philip Morrisonin, Richard Feynmanin ja Hans Bethen johdolla. Tämän jälkeen hän jatkoi Georgetownin yliopistoon, jossa hän väitteli tohtoriksi vuonna 1954 (George Gamowin johdolla, joka oli lähellä George Washingtonin yliopistoa).

”spiraaligalaksissa pimeän ja vaalean aineen suhde on noin kymmenkertainen. Se on varmaan hyvä luku tietämättömyytemme ja tietämyksemme suhteelle. Päiväkoti loppuu, mutta vasta noin kolmannella luokalla.”- Vera Rubin

opetettuaan muutaman vuoden Georgetownissa hän siirtyi tutkijaksi Washingtonin Carnegie-instituuttiin, jolla oli vaatimaton tähtitieteen ohjelma. Hänen työnsä keskittyi galaksien dynamiikan havainnointiin. Hän lyöttäytyi yhteen Kent Fordin, tähtitieteilijän kanssa, joka oli kehittänyt äärimmäisen herkän spektrometrin.

Rubin ja Ford käyttivät spektrometriä levittääkseen tähdistä tulevan valon spektrin spiraaligalaksien eri osiin. Galaksin kiekon tähdet liikkuvat suurin piirtein ympyränmuotoisilla radoilla keskustan ympäri. Jos kiekko on kallellaan näköyhteyteemme, toisella puolella olevat tähdet lähestyvät meitä, kun taas toisella puolella olevat etääntyvät. Kun valonlähde liikkuu meitä kohti, näemme valon aallonpituuksien vähenemisen (muutos kohti spektrin sinistä päätä), ja kun lähde liikkuu poispäin, näemme aallonpituuksien lisääntymisen (muutos kohti punaista päätä). Tätä kutsutaan Doppler-ilmiöksi, ja aallonpituuden muutos on verrannollinen valonlähteen nopeuteen suhteessa havaitsijaan. Rubin ja Ford mittasivat huolellisesti Doppler-siirtymät useiden galaksien levyiltä. Tämän jälkeen he pystyivät laskemaan tähtien ratanopeudet eri puolilla galakseja.

koska kierteisgalaksin ydinalueella on eniten näkyviä tähtiä, tähtitieteilijät olettivat, että suurin osa galaksin massasta ja siten myös painovoimasta keskittyisi kohti sen keskustaa. Tällöin mitä kauempana tähti on keskustasta, sitä hitaampi on sen odotettu kiertonopeus. Samoin aurinkokunnassamme ulommat planeetat liikkuvat hitaammin Auringon ympärillä kuin sisemmät. Havainnoimalla, miten tähtien kiertonopeus riippuu niiden etäisyydestä galaksin keskustasta, tähtitieteilijät voisivat periaatteessa laskea, miten massa jakautuu koko galaksiin.

kun Rubin ja Ford alkoivat tehdä doppler-havaintoja kierteisgalaksien ratanopeuksista, he havaitsivat heti jotain täysin odottamatonta. Kaukana galaksien keskuksista, harvaan asutuilla ulkoalueilla, olevat tähdet liikkuivat yhtä nopeasti kuin lähempänä olevat tähdet. Tämä oli outoa, koska galaksin näkyvällä massalla ei ole tarpeeksi painovoimaa pitämään näin nopeasti liikkuvia tähtiä kiertoradallaan. Siitä seurasi, että galaksien ulkoalueilla, joilla näkyviä tähtiä on suhteellisen vähän, täytyi olla suunnaton määrä näkymätöntä ainetta. Rubin ja Ford tutkivat kuuttakymmentä spiraaligalaksia ja löysivät aina saman asian. Rubin päätteli:” se, mitä näkee spiraaligalaksissa, ei ole sitä, mitä saa.”

hänen laskelmansa osoittivat, että galakseissa täytyy olla noin kymmenen kertaa niin paljon ”pimeää” massaa kuin näkyvät tähdet voivat selittää. Lyhyesti sanottuna ainakin yhdeksänkymmentä prosenttia galaksien ja siten havaittavan maailmankaikkeuden massasta on näkymätöntä ja tunnistamatonta. Sitten Rubin muisti jotain, mitä hän oppi jatko-opiskelijana aiemmista todisteista näkymättömälle massalle maailmankaikkeudessa. Vuonna 1933 Fritz Zwicky oli analysoinut kokonaisten galaksien doppler-nopeudet kooma-galaksijoukossa. Hän havaitsi, että yksittäiset galaksijoukon galaksit liikkuvat niin nopeasti, että ne pakenisivat, jos tähtijoukko pysyisi koossa vain sen näkyvän massan painovoiman avulla. Koska rykelmässä ei näy erilleen lentämisen merkkejä, siinä täytyy olla ”pimeää ainetta”—noin kymmenen kertaa enemmän kuin näkyvää ainetta—jotta se voitaisiin sitoa yhteen. Zwickyn johtopäätös oli oikea, mutta hänen kollegansa olivat olleet skeptisiä. Rubin tajusi löytäneensä vakuuttavia todisteita zwickyn pimeälle aineelle. Suurin osa maailmankaikkeuden massasta on todellakin piilossa meidän näkyvistämme.

monet tähtitieteilijät olivat aluksi haluttomia hyväksymään tätä päätelmää. Havainnot olivat kuitenkin niin yksiselitteisiä ja tulkinta niin suoraviivainen, että he tajusivat pian Rubinin olevan oikeassa. Valovoimaiset tähdet ovat vain paljon suuremman massan näkyviä merkkiaineita, jotka muodostavat galaksin. Tähdillä on vain näkymättömän pimeän aineen valtavan pallomaisen ”halon” sisäosat, joka käsittää suurimman osan galaksin massasta. Ehkä galaksien välisissä valtavissa tiloissa on jopa suuria pimeän aineen kasautumia, eikä niissä ole näkyviä tähtiä jäljittämässä niiden läsnäoloa. Mutta jos näin olisi, niitä olisi hyvin vaikea tarkkailla.

ja mitä tämä ”pimeä aine” oikeastaan on, toistaiseksi havaitsematta, paitsi sen painovoiman vaikutuksesta tähtiin? Kysymys on yksi tähtitieteen suurimmista ratkaisemattomista mysteereistä nykyään. Monet teoreettiset ja havainnolliset tähtitieteilijät yrittävät kovasti vastata siihen.

Vera Rubin jatkaa galaksien tutkimista. Vuonna 1992 hän löysi galaksin (NGC 4550), jossa puolet kiekon tähdistä kiertää yhteen suuntaan ja puolet vastakkaiseen suuntaan molempien järjestelmien sekoittuessa toisiinsa! Ehkä tämä johtui kahden vastakkaisiin suuntiin pyörivän galaksin yhdistymisestä. Rubin on sittemmin löytänyt useita muitakin tapauksia, joissa hän on käyttäytynyt yhtä oudosti. Myöhemmin hän kollegoineen havaitsi, että puolet suuren Neitsyen galaksijoukon galakseista osoittaa merkkejä häiriöistä, jotka johtuvat läheisistä gravitaatiokosketuksista muiden galaksien kanssa.

tunnustuksena saavutuksistaan Vera Rubin valittiin Kansalliseen tiedeakatemiaan ja vuonna 1993 hänelle myönnettiin National Medal of Science. Koko uransa ajan Rubin ei kuitenkaan ole tavoitellut statusta tai suosiota. Sen sijaan hänen tavoitteenaan on ollut tieteellisten löytöjen tuottama henkilökohtainen tyydytys. ”Olemme kurkistaneet uuteen maailmaan”, hän kirjoitti, ” ja nähneet, että se on salaperäisempi ja monimutkaisempi kuin olimme kuvitelleet. Yhä useammat maailmankaikkeuden salaisuudet ovat piilossa. Heidän löytönsä odottaa tulevaisuuden seikkailunhaluisia tiedemiehiä. Pidän tästä.”