Cecilia Helena Payne Gaposchkin nasce il 10 maggio 1900

 Biografia della rubrica “Vita da genio” a cura di Chiara Oppedisano

Prima donna a conseguire il dottorato in astronomia all’Università di Harvard nel 1925, prima donna a dirigere un dipartimento ad Harvard dal 1956, autrice a 25 anni di uno studio che rivoluzionava la conoscenza dell’Universo, scoperta che le fu negata per lo scetticismo di colleghi più famosi e convinti delle loro certezze. Cecilia Helena Payne-Gaposchkin è un esempio di puro amore per la scienza, di dedizione, di resilienza e di passione.

Cecilia nasce il 10 maggio 1900 a Wendover, a pochi chilometri da Londra. Il padre muore in tragiche circostanze quando lei ha solo 4 anni, e la mamma deve occuparsi dei 3 figli da sola. Cecilia inizia a frequentare la scuola locale; lei è mancina, ma viene costretta a usare la destra, in compenso è molto dotata: impara il francese, il tedesco e il latino. Quando ha 12 anni, la mamma decide di spostarsi a Londra per garantire ai figli un’istruzione di primo livello. Cecilia inizia a frequentare il St.Mary’s College, una scuola religiosa in cui Cecilia non trova molti stimoli e deve coltivare da sé i suoi interessi, soprattutto in campo scientifico, lo fa leggendo i Principia di Newton. Il secondo anno una nuova insegnante di scienze si accorge dell’interesse e delle grandi capacità della giovane ragazza e le dà in prestito alcuni libri di fisica, la porta a visitare i musei londinesi. Nel 1918 Cecilia deve cambiare scuola ed entra al St. Paul Girls’ School, dove riesce finalmente a perseguire e sviluppare le sue più grandi passioni: le scienze e la musica. Entra a far parte dell’orchestra della scuola, diretta dal famoso compositore Gustav Holst, che trovando in lei una brillante musicista tenta in tutti i modi di persuaderla a intraprendere una carriera da musicista. Ma l’amore e l’interesse per la scienza prevalgono.

Nel 1919, grazie ad una borsa di studio, Cecilia entra al Newnham College, il college femminile dell’Università di Cambridge, dove Cecilia sceglie di seguire chimica a botanica (quest’ultima materia, come ebbe a dire più avanti negli anni, sarebbe stata una delusione). Cecilia è consapevole che non le sarà riconosciuta la laurea al termine del percorso di studi: a Cambridge le studentesse dovranno infatti aspettare il 1948 per poter veder riconosciuta la loro laurea al pari dei colleghi uomini.
Lo stesso anno in cui Cecilia entra a Cambridge, Sir Arthur Eddington, il più illustre astrofisico britannico, presenta i risultati delle misurazioni effettuate durante un'eclissi di Sole nell'isola di Príncipe, al largo delle coste occidentali dell’Africa, che confermano la validità della teoria della relatività generale di Albert Einstein. Cecilia riesce ad assistere alla conferenza e resta folgorata: non riesce a dormire per tre notti e infine realizza che il suo futuro deve essere nell'astrofisica. Completa i suoi studi nel 1922, ma nel Regno Unito per una donna è impossibile proseguire gli studi con un dottorato di ricerca, l'unica prospettiva è l'insegnamento. Fortunatamente Cecilia ha modo di seguire una lezione sull’Universo del professor Harlow Shapley, direttore dell’Osservatorio di Harvard, nel Massachusetts, venuto in visita in Inghilterra e trova il modo di parlare con lui delle sue aspirazioni e prospettive. Shapley la convince a proseguire gli studi con lui negli Stati Uniti. Nel 1923 Cecilia riesce ad ottenere una borsa di studio, grazie anche a una lettera di raccomandazione scritta da Sir Arthur Eddington, e a partire per gli Stati Uniti.

Figura1. Cecilia all’osservatorio di Harvard.

Il primo gennaio 1925 consegue il dottorato di ricerca, prima donna ad Harvard, con una tesi intitolata “Atmosfere stellari”, un lavoro che sarà definito dall’astrofisico Otto Struve come “il lavoro più brillante mai scritto in astronomia”. Cecilia, applicando metodi di analisi innovativi che aveva approfondito da sola, calcolava l’abbondanza degli elementi chimici delle stelle dall’osservazione del loro spettro, dimostrando che le stelle sono formate principalmente da idrogeno ed elio. Questa era davvero una scoperta rivoluzionaria!
Adesso sappiamo che l’Universo è formato prevalentemente da idrogeno ed elio, gli atomi più leggeri della tavola periodica, ma a quell’epoca, gli astrofisici erano convinti che le stelle fossero formate principalmente da atomi pesanti, gli stessi presenti nella crosta terreste (alluminio, ferro, silicio…). Non potevano certo accettare che una ragazzina poco più che ventenne arrivata dall’Europa sconvolgesse le loro certezze sostenendo che il Sole e le stelle fossero formato al 98% da idrogeno! Così il professor Henry Norris Russel (proprio quello che dà il nome al noto diagramma di classificazione delle stelle, il diagramma Hertzsprung-Russell), durante la fase di revisione della tesi, la convinse a rivedere le conclusioni del lavoro (aveva altra scelta?).
Cecilia aveva trasformato un Universo composto da metalli pesanti, in un Universo leggero e gassoso: una nuova rivoluzione copernicana! Che però le fu negata. Nel 1929 lo stesso Russel avrebbe validato le ricerche di Cecilia, pubblicando un lavoro in cui affermava che le stelle fossero costituite prevalentemente da idrogeno ed elio, citando Cecilia Payne solo marginalmente.

Dopo il dottorato, Cecilia continuò le ricerche in campo astrofisico, studiando la Via Lattea e in particolare le stelle estremamente luminose. Inizialmente lavorò come assistente di Shapley, sottopagata rispetto ai colleghi uomini, in un ruolo che non era ufficialmente riconosciuto dall’università. Soltanto anni dopo Shapley sarebbe riuscito a ottenere per la sua assistente il riconoscimento del ruolo e del titolo di astronomo da parte dell’accademia.

Figura 2. Tre generazioni di donne astronome all’Osservatorio di Harvard. Cecilia è la seconda da sinistra nella fila di fondo. Le donne impiegate all’osservatorio erano inizialmente soprannominate “donne computer” poiché la loro occupazione principale era quella di classificare le stelle nelle varie classi spettrali, esaminando a occhio nudo centinaia di migliaia di foto. Alcune di loro si rivelarono anche delle ottime astronome. Tra queste sicuramente eccelle Cecilia Payne.

Nel 1931 ottenne la cittadinanza americana. Nel 1933 tornò in Europa per una visita ai principali osservatori. A Göttingen incontrò l’astronomo Sergei Gaposchkin, di origine russa, che stava tentando di fuggire dalla Germania nazista, dove la vita per uno scienziato russo stava diventando assai complicata. Rientrata negli Stati Uniti, Cecilia si adoperò per far ottenere un visto al giovane Sergei. Nel marzo del 1934 Cecilia e Sergei si sposarono, Cecilia cambiò il suo cognome in Payne Gaposchkin e continuò i suoi studi con il marito, per il quale aveva ottenuto un incarico all’osservatorio. La coppia ebbe tre figli: Edward, Katherine e Peter.

Figura 3. Cecilia e Sergey Gaposchkin

Cecilia, oltre alle sue ricerche osservative, teneva diversi corsi all’Università di Harvard, nessuno dei quali però inserito nella lista ufficiale dei corsi. Solo nel 1956, Cecilia divenne ufficialmente professoressa ad Harvard e Direttore del Dipartimento di Astronomia, prima donna a ricoprire un ruolo così importante nella rinomata università americana. Resterà in carica fino al 1965, quando si ritira. Negli anni ’70 inizia una lunga serie di viaggi con il marito: Giappone, Trinidad e Tobago, Egitto, Hawaii, Alaska, Spagna, Tahiti, Australia, India, Turchia. Al rientro da uno di questi viaggi le fu diagnosticato un tumore al polmone. Cecilia Payne Gaposchkin morì pochi mesi dopo, il 7 dicembre 1979, a Cambridge, Massachusetts.

Nel 1976, quando le fu assegnato il prestigioso premio “Henry Norris Russell”, il più alto riconoscimento della Società Astronomica Americana (amaramente dedicato a colui che le aveva negato la sua scoperta rivoluzionaria), Cecilia dichiarò: “La vera ricompensa per un giovane scienziato è l’emozione che prova nell’essere la prima persona nella storia del mondo a vedere o capire qualcosa di nuovo. Niente può essere paragonato a questa esperienza”.

Una donna e una scienziata dall’entusiasmo sconfinato, dotata di capacità eccezionali e di un’instancabile tenacia. Ricevette diverse medaglie, premi e riconoscimenti. Negli ultimi anni di vita scrisse un’autobiografia; il capitolo 22 si intitola “Sull’essere una donna”, qui Cecilia scrisse: “Essere una donna è stato un grande svantaggio. È un racconto di salari bassi, mancanza di status, progressione lenta. Ma ho raggiunto vette che non avrei mai osato immaginare 50 anni fa, neanche nei miei sogni. È stato un caso di sopravvivenza, di persistenza accanita”.
E il capitolo si conclude così: “I giovani, e specialmente le giovani donne, spesso mi chiedono un consiglio. Eccolo, valeat quantum. Non intraprendete una carriera scientifica alla ricerca di fama o di soldi. Ci sono modi più semplici ed efficaci per questo. Intraprendete [una carriera scientifica] solo se null’altro vi può soddisfare, perché probabilmente non riceverete null’altro in cambio. Il vostro premio sarà l’ampliarsi dell’orizzonte durante la scalata. E se raggiungerete questa ricompensa, non chiederete altro”. Cecilia seppe trovare la sua ricompensa.

Fonti delle immagini

Ritratto in copertina: Smithsonian Institution, senza restrizioni

Figura 1: Acc. 90-105 - Science Service, Records, 1920s-1970s, Smithsonian Institution Archives, no restrictions via wikimedia commons

Figura 2: Harvard University Archives, W360663_1

Figura 3: AIP Emilio Segrè Visual Archives