Экскурсия по избранным светилам астрономии от
Древней Греции до наших дней.
Андреа Гез, профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, получила Нобелевскую премию по физике 2020 года за открытие сверхмассивной чёрной дыры, заполненной 4 миллионами солнц, в центре нашей галактики. Среди четырёх женщин-лауреатов Нобелевской премии по физике на сегодняшний день Гез - единственная астроном. Её награда является вершиной для женщин в области астрономии и астрофизики.
Тем не менее, женщины-астрономы остаются в меньшинстве и часто сталкиваются с отсутствием признания, тернистыми карьерными путями и притеснениями.
Но сегодня женщины участвуют и публикуются в астрономии и астрофизике чаще, чем в физике в целом, проводя исследования мирового уровня.
Гипатия
Первой женщиной-астрономом была Урания, греческая муза астрономии. Она была известна в мифологии как дочь Зевса, чьим царством было небо. Помимо этого божественного наследия, Урания стала изображаться производящей измерения на поверхности земного шара, что символизировало женщин, занимающихся астрономическими науками. В ту древнюю эпоху была одна настоящая женщина-астроном.
Фото: союзженскихсил.рф
Гипатия (около 355–415 гг. н. э.) была математиком, астрономом и философом, которая жила в Александрии и работала над таблицами, связанными с астрономическим трактатом
Птолемея «Альмагест».
Эмили дю Шатле
Прошли столетия, прежде чем другие женщины, изучающие небо, оставили свой след.
По мере того, как женщины становятся всё более заметными, мы узнаем об их прошлой работе, в том числе о незамеченных исследованиях. Три начинающие женщины-астрономы демонстрируют различный научный вклад, хотя пути, по которым они вошли в мужской мир астрономии, различны.
Француженка восемнадцатого века Эмили дю Шатле и шотландка девятнадцатого века Мэри Сомервиль усовершенствовали существующую астрофизическую теорию, как описано в обзоре поэтессы и философа Эмили Грошольц «Свечи в темноте».
В эпоху между этими двумя жизнями англичанка немецкого происхождения Кэролайн Гершель получила широкое признание благодаря своим телескопическим наблюдениям за кометами и туманностями, как это представлено в исследовании физика и историка науки Эмили Уинтерберн.
Дю Шатле родилась в 1706 году в аристократической семье. Её отец, главный по политическим протоколам в Версале Людовика XIV, признал её ум и привёл наставников и ведущих учёных, с помощью которых она изучила шесть языков, математику и физику.
Это позволило ей внести свой вклад в астрофизику того времени, которая задавалась важным вопросом: что вызывает движение планет?
Исаак Ньютон приписал это универсальной гравитационной силе, представленной в его основополагающем труде Principia Mathematica (1687). Вместо этого Рене Декарт считал, что частицы, вращающиеся в небе, двигают планеты и вызывают гравитацию Земли.
Увидев превосходную предсказательную силу подхода Ньютона, дю Шатле вместе со своим возлюбленным, великим французским писателем
Вольтером, написали Institutions de Physique (1740 г.), чтобы представить теорию Ньютона. Дю Шатле обновила его, заменив геометрические методы Ньютона новым мощным инструментом исчисления. Эта переработка ньютоновских идей на французском языке способствовала их принятию в Европе по сравнению с картезианской теорией.
Фото: passionforum.ru
Мэри Сомервилль
Слава Дю Шатле со временем померкла, тогда как в 2017 году Мэри Сомервиль была удостоена чести разместить свой портрет на шотландской банкноте, хотя её образование было гораздо скромнее.
Родившаяся в 1780 году, эта дочь британского адмирала получила лишь ограниченное образование, но сама занималась математикой и астрономией и выучила французский язык. Во втором браке она нашла в лице мужа восторженно поддерживающего поклонника. К 1827 году её способности были хорошо известны, и Мэри попросили написать популярную версию на английском языке огромного сборника Пьера-Симона Лапласа Traite de Mecanique Celeste (1798), который расширил Principia.
Версия Сомервиль «Небесный механизм» (1831 г.) углубилась в теорию гравитации и ввела новые математические методы.
Подобно усилиям дю Шатле, они распространяли идеи Ньютона. Среди других запоминающихся моментов в карьере Сомервилль то, что она была первым человеком, которого назвали «учёным» (в рецензии на одну из её книг). До Сомервиль исследователей называли «людьми науки».
Кэролайн Гершель
Кэролайн Гершель, родившаяся в Германии в 1750 году, помогала своему брату Уильяму построить и эксплуатировать телескоп в Англии. Когда в 1781 году он открыл планету Уран, король Георг III назначил ему ежегодную стипендию в размере 200 фунтов стерлингов как королевскому астроному.
Этим Уильям приумножил свои усилия и усилия Кэролайн: «Я обнаружил, что меня готовят на помощника астронома; и в качестве поощрения мне дали подзорную трубу, приспособленную для наблюдения за движущимися предметами... Я должен был искать кометы…»
Кометы вызывали большой общественный интерес, а поиски Кэролайн сделали её знаменитой. После обнаружения первой кометы в 1786 году выдающиеся учёные приехали посмотреть на «комету Кэролайн», и Уильяма вызвали в Виндзорский замок, чтобы показать королевской семье комету.
Достижения Кэролайн в каталогизации дополнительных комет и многих туманностей привели к двум примечательным моментам для женщин в науке: король предоставил ей ежегодную стипендию в размере 50 фунтов стерлингов в качестве помощницы Уильяма, первую профессиональную зарплату, когда-либо выплачиваемую женщине в Англии; и её отчеты о наблюдениях комет были первыми статьями женщины, которые были прочитаны в Королевском обществе (хотя и не ею) и опубликованы в его Philosophical Transactions (статья Мэри Сомервилль была вторым появлением женщины-автора).
Фото: passionforum.ru
Эти краткие истории подтверждают замечание Эмили Уинтерберн о том, что «женщины восемнадцатого века должны были полагаться на мужчин в своей жизни для доступа к научной работе и образованию…», что оставалось верным на протяжении большей части девятнадцатого века.
Хотя у трёх этих замечательных женщин был свой путь в научное сообщество, каждая добилась успеха.
Генриетта Ливитт
К концу девятнадцатого века, вместо того чтобы зависеть от мужчин в своей жизни, женщины-астрономы занимали постоянные, хотя и второстепенные, должности в обсерватории Гарвардского колледжа в Кембридже, штат Массачусетс.
Примерно с 1881 года её директор
Чарльз Пикеринг начал нанимать женщин, известных как «
Гарвардские компьютеры» (в старом смысле слова «человек, занимающийся вычислениями»), для анализа огромного количества данных, собранных обсерваторией. Пикеринг предпочитал женщин, потому что считалось, что они более терпеливы, чем мужчины, для такого рода работы, и потому что они соглашались на более низкую заработную плату.
Даже женщинам с высшим образованием платили, как чернорабочим, от 25 до 50 центов в час. Гарвардские компьютеры проанализировали фотографические изображения звёзд и их спектры, чтобы определить яркость звёзд и длины волн излучаемого ими света. Этот кропотливый труд дал новую науку.
Один результат, разработанный компьютерщиком Генриеттой Ливитт в 1912 году, изменил наше представление о Вселенной. Она изучала переменные звёзды-цефеиды (названные в честь созвездия Цефея), яркость которых колеблется с периодом от дней до месяцев, и обнаружила, что более длительные периоды коррелируют с более высокой яркостью. Но яркость звезды, видимая с Земли, зависит от расстояния, а также от мощности, которую она излучает, от её собственной яркости.
Используя группу цефеид, находящихся на одинаковом расстоянии, Ливитт рассчитала точную математическую зависимость между периодом и собственной яркостью.
Наблюдатель может использовать период цефеиды, чтобы найти внутреннюю яркость, а затем сравнить её с видимой на Земле яркостью, чтобы получить расстояние до звезды. Это был уникальный инструмент для измерения огромных космических расстояний.
В 1923 году астроном Эдвин Хаббл обнаружил цефеиды в тусклом пятне света, названном тогда спиральной туманностью Андромеды. Он использовал их, чтобы вычислить расстояние до туманности в 900 000 световых лет, что поместило её далеко за пределы нашей собственной галактики Млечный Путь. Хаббл нашёл галактику Андромеды, первую из многих миллиардов отдельных галактик во Вселенной и ошеломляющее открытие в то время. По крайней мере, один современный астроном считал, что исследование Ливитт заслуживает Нобелевской премии, но она не получила должного признания.
Сесилия Пейн-Гапошкин
Ливитт и другие, нанятые в качестве помощников, действительно могли заниматься астрономией, но работали над порученными проектами. Они не были независимыми исследователями, которые могли бы развивать свои собственные идеи, и их достижения не всегда признавались. Чтобы достичь более высокого профессионального уровня, женщины должны были получить докторскую степень. Это было непросто даже в двадцатом веке, но Сесилии Пейн-Гапошкин (урожденная Пейн) это удалось.
Она родилась в Англии в 1900 году и всегда хотела заниматься исследованиями. Стипендия в Кембриджском университете позволила ей изучать науку, но только по программе без получения степени, а профессор физики Эрнест Резерфорд регулярно унижал её как единственную женщину в своём классе. С другой стороны, известный астроном Артур Эддингтон вдохновил её на выбор астрономии. Но в Великобритании у женщин не было возможностей для получения высшего образования, и она уехала учиться в Гарвардскую обсерваторию под руководством её нового директора Харлоу Шепли.
В 1925 году, защитив диссертацию под названием «Звёздные атмосферы», она стала первым человеком, получившим докторскую степень по астрономии в Рэдклифф-колледже Гарвардского университета.
Её диссертация ответила на древний вопрос: из чего сделаны звезды?
Пейн-Гапошкин тщательно проанализировала звёздные спектры, измеренные в Гарвардской обсерватории, чьи модели длин волн являются отпечатками элементов в звезде. Её вывод: звёзды состоят в основном из водорода с небольшим количеством гелия. Это полностью противоречило господствовавшему тогда мнению, что Земля и звёзды имеют одинаковый состав. На Пейн-Гапошкин было оказано давление, чтобы она сделала оговорку, что её результаты для водорода и гелия «почти наверняка не соответствуют действительности».
Но четыре года спустя независимые исследования других учёных подтвердили её выводы. В настоящее время считается само собой разумеющимся, что водород является наиболее распространенным элементом во Вселенной и что водород, подвергающийся ядерному синтезу, питает звезды.
В 1962 году обширный обзор астрономии двадцатого века назвал исследование Пейн-Гапошкин «несомненно, это самая блестящая докторская диссертация, когда-либо написанная по астрономии».
Фото: passionforum.ru
Один урок из всех этих женских историй заключается в необходимости доступа к высшему образованию, благодаря которому женщины могут получить необходимый профессиональный статус для проведения исследований. Только с середины двадцатого века научное образование стало более доступным для женщин. Нынешнее и предыдущее поколение женщин-астрономов имеют докторские степени в первоклассных институтах и с этими полномочиями добиваются больших успехов.
Сара Сигер
Одной из успешных областей является изучение планет за пределами нашей Солнечной системы, называемых экзопланетами, которое началось в 1992 году с первого наблюдения планеты, вращающейся вокруг другой звезды. На сегодняшний день обнаружено около 4576 экзопланет, и исследователи изучают их, чтобы найти планеты, которые смогут поддерживать жизнь или даже напоминающие Землю. Исследования экзопланет, способные ответить на вопрос «Одиноки ли мы во Вселенной?», являются динамичной областью.
Сара Сигер, астроном и планетолог из Массачусетского технологического института, была лидером в поиске новых экзопланет и в анализе их атмосфер на наличие признаков жизни или её предшественников.
Она получила стипендию Макартура (также известную как грант для гениев) и множество других наград, а также снялась в документальном фильме «Охота за планетой B» (2021).
Вторая область интереса в астрономии, астрофизике и космологии — это изучение чёрных дыр, областей пространства-времени, где гравитация настолько сильна, что ничто, включая свет, не может ускользнуть. Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает возможность существования таких областей, а косвенные данные свидетельствуют о том, что они действительно существуют в центрах галактик, включая нашу собственную.
Андреа Гез
Андреа Гез, которая в детстве хотела стать астронавтом, нашла способ проверить возможность существования чёрной дыры в Млечном Пути, когда стала астрономом, используя огромные телескопы для получения изображений удалённых космических объектов с высоким разрешением.
С 1990-х годов она отслеживала пути звёзд, вращающихся вокруг центра нашей галактики на расстоянии 26 000 световых лет.
Когда она проанализировала орбиты (используя ту же ньютоновскую механику, которую отстаивали её предшественницы Эмили дю Шатле и Мэри Сомервиль), она обнаружила, что звёзды удерживаются на своём пути центральной массой, равной примерно 4 миллионам наших собственных солнц, заключённой в сравнительно небольшой объем.
Это явное свидетельство сверхмассивной чёрной дыры в нашей собственной галактике принесло Гез Нобелевскую премию. Эти примеры демонстрируют важный астрономический вклад женщин, если у них есть соответствующие возможности. В обществе, приверженном справедливости, следует исходить из того, что эти возможности должны быть такими же, как и у мужчин.
Давным-давно Эмили дю Шатле выразила это более резко, с присущим ей блеском. «Если бы я была королём, — писала она, — я бы исправила оскорбление, которое, так сказать, сокращает половину человечества. Я бы хотела, чтобы женщины могли пользоваться всеми правами человека, особенно правами на разум».