ססיליה פיין-גפושקין

ססיליה פיין-גפושקין (באנגלית: Cecilia Payne-Gaposchkin; ‏ 10 במאי 1900 – 7 בדצמבר 1979) הייתה אסטרונומית בריטית-אמריקאית. בשנת 1925 הייתה הראשונה שגילתה את הרכב החומרים של הכוכבים (גילתה שהשמש מורכבת בעיקר ממימן והליום), דבר שסתר את הסברות המדעיות של אותם הימים. בשנת 1925 היא הייתה לאדם הראשון שקיבל דוקטורט באסטרונומיה מאוניברסיטת הרווארד. ססיליה הלנה פיין נולדה בוונדובר, אנגליה, להלנה ואדוארד-ג'ון פיין, פרקליט לונדוני, היסטוריון ומוזיקאי מוכשר, וגדלה במשפחה בת שלושה ילדים. אביה נפטר כאשר הייתה בת ארבע, ואמה גידלה את המשפחה לבדה. פיין למדה בבית ספר לבנות וב-1919 זכתה במלגת לימודים גבוהים ללימוד מקצועות הכימיה, בוטניקה ופיזיקה במכללת נונהאם (Newnham College) שבאוניברסיטת קיימברידג'. בקיימברידג' החלה פיין להתעניין בתחום האסטרונומיה. היא תארה כיצד באחד הלילות רכבה על אופניה למצפה הכוכבים, שם פגשה את האסטרונמם אדורד מילר ושאלה אותו "מדוע אפקט שטרק אינו מתגלה בספקטרום של כוכבים". היא הייתה אדם נעים מזג ורחב אופקים. חברתה כתבה עליה כי "כשהיא שוכבת בנוחות בגבה על הרצפה (היא שונאת כורסאות) היא מסוגלת לדבר על כל דבר בעולם. מאתיקה ועד תאוריה חדשה על הכנת קקאו". במהלך לימודיה קיבל אותה האסטרופיזיקאי הנודע ארתור אדינגטון כתלמידתו ועורר בה את העניין בתהליך פעולתם של כוכבים. אך למרות גיבויו של המדען החשוב לא התאפשר לה להמשיך ללימודים גבוהים בתחום, מכיוון שנשים לא יכלו לקבל תארים מתקדמים בקיימברידג' של אותם הימים. לאחר שפגשה את הרלו שפלי, מנהל מצפה הכוכבים של מכללת הרווארד, החליטה ב-1923 לעזוב את אנגליה ולעבור לאוניברסיטת הרווארד בארצות הברית, שם הפך שפלי ליועץ התזה שלה. פיין הופתעה מהיחס המפלה כלפי יהודים ושחורים באוניברסיטה האליטיסטית של אותן ימים. היא תארה כיצד חברה שלאחר שאמרה שהיא מחבבת נערה אחרת, אמרה לה חברתה "אבל היא יהודיה!". היא גם ראתה את היחס המפלה כלפי "מחשבים" - נשים שעסקו בביצוע של חישובים אפורים עבור מדענים של אותה תקופה. בשנת 1925 הייתה פיין לאדם הראשון שקיבל דוקטורט באסטרונומיה מאוניברסיטת הרווארד. האסטרונום אוטו סטרוב שיבח את עבודת הדוקטורט שלה, בה יישמה את תורת הקוונטים לתובנות אסטרונומיות, שלדעתו הייתה "ללא ספק הדוקטורט הגאוני ביותר שנכתב מעולם באסטרונומיה". החל משנת 1909 סברו רוב האסטרופיזיקאים כי לפחות שני שלישים מהשמש הם ברזל. הדבר נבע מקריאה מוטעית של קווי ספקטרומטר אופטי. לאחר כמה עשורים של מדידות הצליחו מדענים בסיוע "מחשבים" נשים למדוד כ-100,000 קווים ספקרטליים אך משמעותם לא הייתה ברורה. יסודות שונים פולטים קווים ספקרטליים בתדרים רבים ואלו עשויים לחפוף זה את זה. הבעיה מורכבת יותר בגלל שאור השמש לא פולט אור מיסוד בודד אלא מורכב מקרינה הנפלטת ממספר יסודות. כמו כן יש גם עיוותים הנובעים מטמפרטורות גבוהות. ברזל הוא יסוד יציב, ולא סביר שישתנה בגלל תגובת היתוך גרעינית או תגובת ביקוע גרעיני. לכן היה נראה שאין קשר בין משוואת E=mc² לבין פעולת השמש, למדענים לא היה ברור כיצד גרם שמימי שמורכב בעיקר מברזל, לפלוט חום במשך מיליארדי שנים. בתוקף עבודתה פיין הייתה הראשונה שפירשה נכון את ספקטרום אור השמש. היא טענה באופן תקדימי כי מעל 90% מהשמש הם ממימן ורוב היתר הוא הליום.י דבר זה שינה לגמרי את הדרך בה תוארה בערתה של השמש ושל כוכבים בכלל. לימים אכן הוסבר כי היתוך גרעיני של מימן, הליום ויסודות קלים אחרים אחראים לבערתם של כוכבים. כמעט כל האסטרופיזיקאים באותה תקופה היו גברים. היוקרה שלהם הועמדה בסכנה ידי עבודתה של פיין, אשה צעירה, שהראתה כי התאוריות והחישובים ששלטו בכיפה מוטעים לגמרי. עוד לפני סיום הדוקטורט יותר החלו שמועות על עבודתה של פיין בקרב אסטרופיזיקאים עמיתים. הם טענו כי לא ייתכן כי קיימת נוכחות של מימן בשמש. מבקריה השמיעו טענות שונות נגד עבודתה: היא לקחה קווים ספקרטליים רק מהחלק החיצוני של השמש ולא מחלקה הפנימי, ייתכן כי הקריאות שלה התבלבלו בשל תערובות כימיקלים שונים או בגלל שינוי הטמפרטורה בשמש. היועץ שלה לתזה, שפלי, קבע כי פיין טועה. לאחר מכן קבע גם הנרי נוריס ראסל כי פיין טועה. לראסל הייתה השפעה רבה - הוא השפיע על רוב המלגות והמשרות בתחום האסטרונומיה בחוף המזרחי של ארצות הברית. הוא גם היה אדם בעל אופי רודני ויהיר שסירב להודות בטעות. על פיין הופעל לחץ לחזור בה מהדברים שכתבה. במשך זמן מה היא ניסתה להראות שצדקה. היא חזרה ואספה עוד ראיות והראתה שהפרשנות על קווי פליטה של מימן הגיוניים לא פחות מאלו של ברזל. כמו כן תאוריות חדשות מהפיזיקה התאורטית מאירופה הציעו דרך שבה מימן יכול לגרום לשמש לבעור. ראיות וטיעונים אלה לא סייעו. פיין פנתה למספר עמיתים גברים כדי שייסעו לה. ארתור אדינגטון סירב לעזור לה -אם בגלל חששו מראסל, בגלל שחשב שהאמת תצא לאור בסופו של דבר, או בגלל חששו מפני הרגשנות של אשה צעירה. אדאורד מילן שהיה ידידה מימי קיימברידג' ניסה לעזור לה, אך השפעתו לא הספיקה. פיין וראסל התכתבו אולם הובהר לה שכדי שהמחקר שלה יתקבל עליה לחזור בה. בתזה שהתפרסמה בסופו של דבר נכלל המשפט "אין ספק כמעט שהשפע העצום [של מימן], אינו אמיתי". שנים מעטות לאחר מכן התברר כי הפרשנות של פיין נכונה. מחקרים עצמאיים של צוותי חוקרים אחרים הראו כי היא צדקה. לימים הסביר הנס בתה כיצד בליבת השמש היתוך גרעיני הופך מימן להליום וכיצד דבר זה משחרר כמות עצומה של אנרגיה. הפרופסורים המנחים של פיין מעולם לא התנצלו וניסו לעכב את התקדמותה האקדמית ככל שיכלו. לאחר סיום הדוקטורט, החלה לחקור כוכבים בעלי עוצמת הארה גבוהה כדי להבין את מבנה שביל החלב. לאחר מכן, עם בעלה, היא סקרה את כל הכוכבים עם בהירות נראית חזקה מ-10. כדי ללמוד על כוכבים משתנים היא ביצעה מעל 1,250,000 תצפיות עם עוזרי המחקר שלה. עבודה זו התרחבה בהמשך למחקר על ענני מגלן, דבר שהביא ל-2,000,000 תצפיות נוספות על כוכבים משתנים. מידע זה הביא למסקנות לגבי מחזור החיים של כוכב. פיין נשארה פעילה במחקר המדעי בהרווארד במהלך כל חייה. היא שימשה עוזרת טכנית לשפלי מ-1927 עד 1938. פעם אחת שקלה לעזוב את הרווארד מכיוון שמשכורתה הייתה נמוכה, משום שלא החזיקה במעמד רשמי. שפלי עשה ניסיונות רבים להשיג לה משרה רשמית, וב-1938 הוגדרה משרתה תחת הכותרת "אסטרונומית". כאשר התמנה לדירקטור ב-1954, ניסה דונלד מנזל לשפר את מעמדה, וב-1956 הייתה לאישה הראשונה שמונתה לפרופסור מן המניין מתוך הפקולטה למדעים ואומנויות בהרווארד. לאחר מכן, כאשר מונתה לראש החוג לאסטרונומיה, הייתה גם לאישה הראשונה במעמד זה בהרווארד. פיין קיבלה אזרחות אמריקאית ב-1931. כאשר טיילה בגרמניה ב-1933, פגשה את בעלה לעתיד, סרגיי א. גפושקין, ועזרה לו להשיג אשרת כניסה לארצות הברית. הם נישאו במרץ 1934, ונולדו להם שלושה ילדים: קת'רין, אדוארד ופטר. בשנת 1975 פרסמו פיליפ א. צ'ארלס (Philip A. Charles) וי' ליאונרד קולהאן (J.Leonard Culhane) מאמר בסיינטיפיק אמריקן בשם "X-rays from Supernova Remnants". במאמר נכללו צילומים צבעוניים של קסיופיאה A. הצבעים והצורות האבסטרקטיות עוררו את המתמחה ג'ון ר. ויטמאן (John R. Whitman) ששכר באותה תקופה חדר בביתה של ססיליה, לעצב ערכת ריקמה של תמונת הקסיופיאה. ססיליה הייתה רוקמת וסורגת כל ימיה, כך שכאשר ויטמן שאל אותה אם היא תסכים לרקום את הערכה, היא הסכימה מיד. היצירה נמצאת בארכיון אוניברסיטת הרווארד. לפי פטרישיה פרנס (Patricia Farnes) וג. קאס-סימון (G. Kass-Simon), הקריירה של פיין סימנה את נקודת המפנה במצפה הכוכבים של הרווארד. תחת ניהולו של הרלו שפלי, המצפה כבר הציע הזדמנויות במחקר האסטרונומיה לנשים, לעומת מכונים אחרים. הישגים ראויים לציון בנושא הושגו מוקדם יותר במהלך המאה על ידי וויליאמינה פלמינג, אנטוניה מארי, אנני ג'אמפ-קאנון והנרייטה לאוויט. אך עבודת הדוקטורט של פיין גרמה לנשים להיכנס ל'מיינסטרים'. הנתיב שפרצה בעולם המדעי, שעד אז נשלט על ידי גברים, היווה השראה לנשים רבות. בשנת 1934 הייתה לזוכה הראשונה של פרס אנני ג'אמפ קאנון על תרומתה למדע האסטרונומיה. "Stars of High Luminosity" (1930), "Variable Stars" (1938), "Variable Stars and Galactic Structure" (1954), "Introduction to Astronomy" (1956), "The Galactic Novae" (1957) "Cecilia Payen-Gaposechkin: An Autobiography and Other Recollections", (1984) ed. Katherine Haramundanis, Cambridge University Press. מדיה וקבצים בנושא ססיליה פיין-גפושקין בוויקישיתוף ססיליה פיין-גפושקין, באתר פרויקט הגנאלוגיה במתמטיקה ססיליה פיין-גפושקין, באתר MacTutor (באנגלית) איתי נבו, החוקרת שהבינה ממה עשויה השמש, באתר של מכון דוידסון לחינוך מדעי, 10 במאי 2020 דייוויד בוודאינס, E=mc²: סיפורה של התגלית הגדולה בהיסטוריה, עמ' 152–159 ססיליה פיין-גפושקין, באתר UCLA (באנגלית) ססיליה פיין-גפושקין (באנגלית) ססיליה פיין-גפושקין, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) ססיליה פיין-גפושקין, באתר "Find a Grave" (באנגלית) דייויד בודאניס, תרגום: יניב פרקש, E=mc2, סיפורה של התגלית הגדולה בהיסטוריה, כתר הוצאה לאור, 2002, עמ' 152-154 דייויד בודאניס, תרגום: יניב פרקש, E=mc2, סיפורה של התגלית הגדולה בהיסטוריה, כתר הוצאה לאור, 2002, עמ' 155-156 Rachael Padman, Cecilia Payne-Gaposchkin (1900 - 1979), Newnham College, University of Cambridge, ‏2004 דייויד בודאניס, תרגום: יניב פרקש, E=mc2, סיפורה של התגלית הגדולה בהיסטוריה, כתר הוצאה לאור, 2002, עמ' 157-158 John R. Whitman, The Cecilia Payne-Gaposchkun Cas-A Needlepoint Story, PIECEWORK XII, Interweave, 2004, עמ' 28-30 Maria Popva, Stitching a Supernova: A Needlepoint Celebration of Science by Pioneering Astronomer Cecilia Payne, Brainpickings (באנגלית) Annie Jump Cannon Award in Astronomy, American Astronomical Society