Zweifellos der brillanteste Ph.D. Doktorarbeit, die jemals in Astronomie geschrieben wurde.
Die Giganten – Copernicus, Newton und Einstein – brachten jeder seinerseits eine neue Sicht auf das Universum. [Ihre] Entdeckung der kosmischen Fülle der Elemente bewirkte nicht weniger.
Wahrscheinlich die bedeutendste Astronomin aller Zeiten.
Die Auszeichnungen kamen spät. Lange nachdem sie 1925 als bescheidene Doktorandin entdeckt hatte, woraus das bekannte Universum bestand. Lange nachdem ihr gesagt wurde, dass sie falsch lag, von genau dem Mann, der vier Jahre später bewies, dass sie Recht hatte. Lange nachdem er den Kredit bekommen hatte. Deshalb ist sie bis jetzt die berühmteste Astronomin, von der Sie noch nie gehört haben.
Cecilia Helena Payne wurde am 10. Mai 1900 in der Stadt Wendover, 40 Meilen nordwestlich von London, geboren. Schon früh zeigte sie eine unerbittliche Neugier. Bevor sie lesen konnte, konnte sie aufblicken und auf Karls Wagen (auch bekannt als der Große Wagen) und den Gürtel des Orion zeigen.
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Ihr war ein rastloser Geist mit einer lebhaften Vorstellungskraft. Nach einem Sommergewitter bemerkte sie, dass sich der Boden des englischen Gartens der Familie wie die Oberfläche eines wunderschönen Teichs kräuselte. Als sie nach draußen rannte, um genauer hinzusehen, sah sie, dass der Regen die Erde aufgewühlt hatte und ein Meer sich windender schwarzer Schnecken freigab. Sie weinte bitterlich bei dem Gedanken, dass die Welt so etwas Ekelhaftes erschaffen könnte.
Ihr Vater Edward starb, als sie gerade vier Jahre alt war. Acht Jahre später zog ihre Mutter Emma mit der Familie – Cecilia und ihren jüngeren Geschwistern – von Westover in das Londoner Viertel Bayswater.
Cecilias Lehrer an der St. Mary’s, einer strengen Institution der Church of England, hatten alle Hände voll zu tun. Als sie einen Botanikwettbewerb der High School gewann, war der Preis jedes Buch, das Cecilia wollte und das dann in Leder gebunden würde. Die Schule erwartete, dass sie Shakespeare oder vielleicht Milton wählen würde. Sie hat sich für ein Buch über Pilze entschieden.
Sie hatte wenig Geduld für organisierte Religion. Einmal bat sie einen Londoner Buchbinder, der Entschuldigung ein gefälschtes Cover anzubringen und beschrifte „Heilige Bibel“ auf dem Rücken, damit ihre katholischen Schullehrer denken würden, dass sie an ihren Religionsstudien arbeite, anstatt Plato zu lesen. Der Buchbinder lehnte ab.
Eine Einstellung, die St. Mary’s einfach zu viel war. Der Schulleiter rief Cecilia in ihr Büro. „Du prostituierst deine Gaben“, sagte sie ihr. Daraufhin habe sie die 17-jährige Schülerin auf der Stelle der Schule verwiesen. Cecilias Traum, an die Cambridge University zu gehen und Wissenschaftlerin zu werden, schien genau das zu sein. Mit nur noch einem Jahr Vorbereitungsschule bestand ihre einzige formelle Ausbildung in Latein und Griechisch.
Zum Glück für Cecilia und die Wissenschaft wurde sie an der anspruchsvollen St. Paul’s School for Girls in London aufgenommen. Die Schulleiterin von St. Paul’s, Frances Gray, schrieb später, dass „es nicht meine Praxis ist, Mädchen aufzunehmen, die das Alter erreicht haben, in dem Cecilia Payne aufgenommen wurde.“
Aber Frances erkannte Potenzial, als sie es sah. Und in dem Moment, als Cecilia sich dem rosafarbenen Backsteingebäude im Queen-Anne-Stil näherte und die Steinstufen hinaufstieg, sagte sie sich:„Ich werde nie wieder einsam sein. Jetzt kann ich über Wissenschaft nachdenken!“ Es funktionierte. Nach einem wahnsinnigen Studienjahr – Newtonsche Bewegungsgleichungen, Thermodynamik, Astronomie – wurde sie in Cambridge aufgenommen.
In den ersten 700 Jahren bestand Cambridge ausschließlich aus Männern. Im Jahr 1865, als Frauen anfingen, Lärm darüber zu machen, nach Cambridge zu gehen, erklärte ein damaliger Geologieprofessor sie zu „bösen vorwärtsgerichteten Ludern“.
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Als Cecilia – weder fies noch ein Trottel, aber auf jeden Fall vorwärts – sich 1919 einschrieb, war sie Studienanfängerin in Newnham, einem von nur zwei Colleges für Frauen. Sie hielt sich pflichtbewusst an die damalige Tradition:Männer studierten Mathematik; Frauen studierten Botanik.
All das änderte sich jedoch in der Nacht des 2. Dezember, als Arthur Eddington, der Leiter des Cambridge Observatory, in der Trinity Hall von Cambridge einen Vortrag hielt, in dem er über seine jüngste Sonnenexpedition berichtete, die Einsteins Relativitätstheorie bewies.
Cecilia war eine von vier Frauen im Publikum. Danach rannte sie zurück in ihren Schlafsaal und schrieb Eddingtons Vortrag Wort für Wort in ein Notizbuch. „Drei Nächte lang, glaube ich, habe ich nicht geschlafen“, erinnert sie sich. „Meine Welt war so erschüttert, dass ich so etwas wie einen Nervenzusammenbruch erlebt habe.“
Sie war fertig mit Botanik; sie wechselte ihr Hauptfach zu Physik, mit aller Astronomie, die sie nebenbei lernen konnte. Es war herausfordernd. Sie fuhr mit ihrem Fahrrad zu Cambridges berühmtem Cavendish Lab in einem edwardianischen Kleid in voller Länge und einem Hut (erforderlich, um die Stadt zu betreten).
Weil sie eine Frau war, musste sie im Physikunterricht in der ersten Reihe sitzen. Der Leiter des Labors, Nobelpreisträger Ernest Rutherford, schaute sie direkt an und begann dann jeden Vortrag mit „Ladies und Herren.“ Cecilia wird sich erinnern, dass „alle Jungs diesen Witz regelmäßig mit tosendem Applaus begrüßten … und bei jedem Vortrag wünschte ich, ich könnte in der Erde versinken.“
Nach ihrem Abschluss sicherte sich Cecilia, ohne Aussicht auf einen Job in der Astronomie in England, ein Stipendium am Harvard College Observatory in einem anderen Cambridge, dem in den USA. Sie beklagte, dass ihre neu gefundene Heimat „ein Land war, wo es keinen Frühling gibt … wo es keine Primeln gibt, wo die Veilchen keinen Duft haben, wo Sie vergeblich nach lila Heidekraut und goldenem Ginster suchen werden.“
Kein lila Heidekraut, kein goldener Ginster. Nur Gelegenheit. Jahrzehntelang hatten die fleißigen Frauen des Observatoriums, die als „Computer“ bekannt sind, Tausende von Sternen katalogisiert. Die von ihnen gesammelten Sternendaten, die in Tausende von Glasplatten eingraviert waren, waren wie ein riesiges Puzzle, das darauf wartet, dass die richtige Person alles zusammenfügt.
Cecilia begann sofort damit, ihre Ausbildung im Cavendish Lab in die Tat umzusetzen. Indem sie durch eine Juwelierlupe nach unten blickte, konnte sie das tun, was Astronomen Jahrhunderte lang versucht hatten, indem sie durch Teleskope nach oben schauten:zu bestimmen, woraus Sterne bestehen. Es war die Geburtsstunde der Astrophysik.
Und hier fing der Ärger an. Sie stellte fest, dass Wasserstoff im Universum weitaus häufiger vorkommt, als die etablierte astronomische Gemeinschaft glaubte. Wie eine Million mal mehr. Niemand glaubte, dass eine Studentin im Aufbaustudium eine so grundlegende Entdeckung machen könnte.
Der damalige Dekan der amerikanischen Astronomen war Henry Norris Russell, der Leiter des Princeton Observatory; er schrieb an Cecilia, dass ihre Ergebnisse „eindeutig unmöglich“ seien. Infolgedessen in ihrem Buch Stellar Atmospheres Sie kam zu dem Schluss, dass ihre Ergebnisse „mit ziemlicher Sicherheit nicht echt“ seien. (Jahre später gab Russell zu, dass sie Recht hatte, aber er begrub es gegen Ende seiner Arbeit.)
Obwohl die Astronomie sie verzehrte, blieb dennoch Zeit für ein persönliches Leben. Sie holte Sergei Gaposchkin, ihren zukünftigen Ehemann, aus Nazideutschland heraus. Sie hat es sogar geschafft, drei Kinder mit Sergej zu bekommen, während sie unermüdlich im Observatorium gearbeitet hat.
Aber ihr Gehalt war erbärmlich niedrig – sie wurde aus dem Ausrüstungsbudget des Regisseurs bezahlt. Und obwohl sie zahlreiche Astronomiekurse unterrichtete, fehlte ihr Name im Vorlesungsverzeichnis. Der Präsident der Universität, Abbott Lawrence Lowell, hatte erklärt, dass, weil sie eine Frau sei, „Miss Payne niemals eine Position an der Universität haben sollte“, solange er im Amt sei.
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Durch all das hat sie durchgehalten. Sie war die erste Frau, die einen Ph.D. vom Radcliffe College; die erste Frau, die den „Lifetime of Eminence“-Preis der American Astronomical Society erhielt; und, nachdem Lowell endgültig in den Ruhestand getreten ist, das Ultimative zuerst.
Die New York Times , 21. Juni 1956:„Die Harvard University gab heute die Ernennung von Dr. Cecilia Payne-Gaposchkin zur Professorin für Astronomie bekannt. Sie ist die erste Frau, die eine ordentliche Professur in Harvard durch regelmäßige Beförderungen der Fakultät erreicht hat.“
Als junges Mädchen schüchtern und später intensiv auf ihre Arbeit fokussiert, war sie nie eine Selbstdarstellerin. Was sie ihr ganzes Leben lang antrieb, war der einfache Nervenkitzel der Entdeckung. Und so hatte sie eine Antwort parat, wenn junge Leute, besonders junge Frauen, um Rat fragten. Sie sind die Worte eines Wissenschaftlers an andere Wissenschaftler, aber sie sprechen uns alle an:
Beschreiten Sie keine wissenschaftliche Karriere auf der Suche nach Ruhm oder Geld. Es gibt einfachere und bessere Möglichkeiten, sie zu erreichen. Unternimm es nur, wenn dich nichts anderes zufriedenstellt; denn nichts anderes ist wahrscheinlich das, was Sie erhalten werden. Ihre Belohnung ist die Verbreiterung des Horizonts, während Sie klettern. Und wenn du diese Belohnung erreichst, wirst du nichts anderes verlangen.