مكافأتك ستكون توسيع الآفاق وأنت تتسلق. وإذا حققت تلك المكافأة، فلن تطلب أي شيء آخر.
كانت سيسيليا هيلينا بين-جابوشكين عالمة فلك وفيزيائية فضاء بريطانية الأصل وأمريكية الجنسية، اقترحت في أطروحتها الدكتوراه عام 1925 أن النجوم تتكون بشكل أساسي من الهيدروجين والهيليوم. تم رفض استنتاجها الرائد في البداية لأنه تناقض الحكمة العلمية السائدة في ذلك الوقت، التي كانت تؤكد عدم وجود فروقات عنصرية جوهرية بين الشمس والأرض. أثبتت الملاحظات المستقلة لاحقاً أنها كانت محقة.
الحياة المبكرة
كانت سيسيليا هيلينا بين واحدة من ثلاثة أطفال وُلدوا في Wendover في Buckinghamshire، إنجلترا، لوالديها إيما ليونورا هيلينا نيه بيرتز وإدوارد جون بين، محام ومؤرخ وموسيقار لندني كان زميلاً في أكسفورد. كانت والدتها من عائلة بروسية وكان لديها عمان متميزان، المؤرخ Georg Heinrich Pertz والكاتب السويدنبرجي James John Garth Wilkinson؛ وكانت أختها Florence عازفة بيانو. توفي والد سيسيليا بين عندما كانت في الرابعة من العمر، مما اضطر والدتها لتربية الأسرة بمفردها.
بدأت سيسيليا بين الدراسة في Wendover في مدرسة خاصة تديرها Elizabeth Edwards. عندما بلغت الثانية عشرة من العمر، انتقلت والدتها إلى لندن من أجل تعليم أخيها Humfry، الذي أصبح فيما بعد عالم آثار. التحقت سيسيليا بـ St Mary's College، Paddington، حيث لم تتمكن من دراسة الكثير من الرياضيات أو العلوم، لكنها غيرت المدارس في عام 1918 إلى St Paul's Girls' School. هناك حثها Gustav Holst، الذي كان يدرس الموسيقى في المدرسة، على متابعة مهنة في الموسيقى، لكنها فضلت التركيز على العلوم. في العام التالي فازت ببورصة غطت جميع نفقاتها في Newnham College بجامعة Cambridge، حيث بدأت في دراسة علم النبات والفيزياء والكيمياء، لكنها تركت علم النبات بعد السنة الأولى. بدأ اهتمامها بعلم الفلك بعد حضورها محاضرة من Arthur Eddington عن رحلته الاستكشافية عام 1919 إلى جزيرة Príncipe في خليج غينيا قبالة الساحل الغربي لأفريقيا لمراقبة وتصوير النجوم بالقرب من كسوف شمسي كاختبار لنظرية Albert Einstein للنسبية العامة. قالت عن المحاضرة: "كانت النتيجة تحولاً كاملاً لصورة العالم لدي. لقد تزعزعت صورة عالمي إلى درجة أنني عانيت من شيء يشبه جداً الانهيار العصبي." أكملت دراستها، لكن لم تُمنح درجة علمية بسبب جنسها؛ لم تمنح جامعة Cambridge درجات علمية للنساء حتى عام 1948.
أدركت بين أن خيارها الوحيد للعمل في المملكة المتحدة كان أن تصبح معلمة، فبحثت عن منح ستمكنها من الانتقال إلى الولايات المتحدة. بعد أن تم تقديمها إلى Harlow Shapley، مدير مرصد Harvard College، حيث كان قد أنشأ للتو برنامج دراسات عليا في علم الفلك، غادرت إنجلترا في عام 1923. تم تسهيل ذلك من خلال زمالة لتشجيع النساء على الدراسة في المرصد. كانت Adelaide Ames أول طالبة في الزمالة في عام 1922؛ والثانية كانت بين.
أطروحة الدكتوراه
أقنع Shapley بين بكتابة أطروحة دكتوراه، وهكذا في عام 1925 أصبحت أول شخص يحصل على درجة الدكتوراه في علم الفلك من Radcliffe College بجامعة Harvard. كان عنوان أطروحتها Stellar Atmospheres؛ A Contribution to the Observational Study of High Temperature in the Reversing Layers of Stars.
تمكنت بين من ربط الفئات الطيفية للنجوم بدقة بدرجات حرارتها الفعلية من خلال تطبيق نظرية التأين التي طورها الفيزيائي الهندي Meghnad Saha. أظهرت أن التباين الكبير في خطوط امتصاص النجوم يعود إلى كميات مختلفة من التأين عند درجات حرارة مختلفة، وليس إلى كميات مختلفة من العناصر. وجدت أن السيليكون والكربون والمعادن الشائعة الأخرى التي تظهر في طيف الشمس كانت موجودة بنسب نسبية تقريباً كما هو الحال على الأرض، متوافقة مع الاعتقاد المقبول في ذلك الوقت، الذي يؤكد أن النجوم كان لديها تركيب عنصري مقارب للأرض تقريباً. لكنها وجدت أن الهيليوم والهيدروجين بشكل خاص كانا وفيرين بشكل هائل، للهيدروجين بمعامل حوالي مليون. خلصت أطروحتها إلى أن الهيدروجين كان المكون الطاغي للنجوم انظر Metallicity، مما يجعله العنصر الأكثر وفرة في الكون.
ومع ذلك، عندما تم مراجعة أطروحة بين، ثنيها عالم الفلك Henry Norris Russell، الذي التزم بنظريات الفيزيائي الأمريكي Henry Rowland، عن الخروج بالاستنتاج بأن تكوين الشمس يتكون في الأساس من الهيدروجين لأن ذلك سيتناقض مع الإجماع العلمي الحالي الذي يؤكد أن التركيب العنصري للشمس والأرض متشابهان. في عام 1914، كتب في مقالة أكاديمية:
الاتفاق بين القوائم الشمسية والأرضية بحيث يؤكد بقوة جداً رأي Rowland بأنه، إذا تم رفع قشرة الأرض إلى درجة حرارة الغلاف الجوي للشمس، فستعطي طيف امتصاص مشابهاً جداً. كانت أطياف الشمس والنجوم الأخرى متشابهة، لذا بدا أن الوفرة النسبية للعناصر في الكون كانت مثل تلك الموجودة في قشرة الأرض.
الاتفاق بين القوائم الشمسية والأرضية بحيث يؤكد بقوة جداً رأي Rowland بأنه، إذا تم رفع قشرة الأرض إلى درجة حرارة الغلاف الجوي للشمس، فستعطي طيف امتصاص مشابهاً جداً. كانت أطياف الشمس والنجوم الأخرى متشابهة، لذا بدا أن الوفرة النسبية للعناصر في الكون كانت مثل تلك الموجودة في قشرة الأرض.
وصفت بين نتائجها تبعاً لذلك بأنها "زائفة". بعد بضع سنوات، وصف عالم الفلك Otto Struve عملها بأنه "أكثر أطروحة دكتوراه عبقرية تم كتابتها على الإطلاق في علم الفلك". أدرك Russell أيضاً أنها كانت محقة عندما توصل إلى نفس النتائج بطرق مختلفة. في عام 1929، نشر نتائجه في ورقة بحثية اعترفت بإعجاب بعمل بين السابق واكتشافها؛ ومع ذلك، غالباً ما يُنسب له الفضل في الاستنتاجات التي توصلت إليها.
الحياة المهنية
بعد حصولها على الدكتوراه، درست بين النجوم ذات اللمعان العالي من أجل فهم بنية درب التبانة. في وقت لاحق، مسحت جميع النجوم الأفتح من الحجم العاشر. ثم درست النجوم المتغيرة، وقامت بأكثر من 1,250,000 ملاحظة مع مساعديها. تم توسيع هذا العمل لاحقاً ليشمل Magellanic Clouds، مضيفاً 2,000,000 ملاحظة إضافية للنجوم المتغيرة. تم استخدام هذه البيانات لتحديد مسارات تطور النجم. نشرت استنتاجاتها في كتابها الثاني، The Stars of High Luminosity 1930. وضعت ملاحظاتها وتحليلها للنجوم المتغيرة، التي أجرتها مع زوجها، Sergei Gaposchkin، الأساس لجميع الأعمال اللاحقة حول هذه الأجسام.
ظلت بين-جابوشكين نشطة علمياً طوال حياتها، حيث قضت حياتها الأكاديمية بأكملها في Harvard. عندما بدأت، كانت النساء ممنوعات من أن تصبحن أساتذة في Harvard، لذا قضت سنوات تقوم بأعمال بحثية أقل شهرة وذات رواتب منخفضة. ومع ذلك، أسفر عملها عن عدة كتب منشورة، بما في ذلك The Stars of High Luminosity 1930، Variable Stars 1938 و Variable Stars and Galactic Structure 1954. بذل Shapley جهوداً لتحسين وضعها، وفي عام 1938 منحت لقب "عالمة فلك". بناءً على طلب بين، تم تغيير لقبها لاحقاً إلى Phillips Astronomer. تم انتخابها كزميلة في American Academy of Arts and Sciences في عام 1943. لم يتم تسجيل دوراتها في دليل جامعة Harvard حتى عام 1945.
عندما أصبح Donald Menzel مديراً لمرصد Harvard College في عام 1954، حاول تحسين تعيينها، وفي عام 1956 أصبحت أول امرأة يتم ترقيتها إلى أستاذة كاملة من داخل هيئة التدريس في كلية الفنون والعلوم بـ Harvard. في وقت لاحق، مع تعيينها لرئاسة قسم الفلك، أصبحت أيضاً أول امرأة تترأس قسماً في Harvard.
من بين طلابها كانت Helen Sawyer Hogg، Joseph Ashbrook، Frank Drake، Harlan Smith و Paul W. Hodge، وكلهم قدموا مساهمات مهمة في علم الفلك. كما أشرفت على Frank Kameny، الذي أصبح مدافعاً بارزاً عن حقوق المثليين.
تقاعدت بين-جابوشكين من التدريس النشط في عام 1966 وتم تعيينها لاحقاً كأستاذة فخرية في Harvard. استمرت في أبحاثها كعضو في موظفي مرصد Smithsonian Astrophysical Observatory، وكذلك تحرير المجلات والكتب التي نشرتها مرصد Harvard لمدة عشرين سنة.
الإرث
ميّزت حياة بين المهنية نقطة تحول في مرصد Harvard College. تحت إشراف Harlow Shapley والدكتور E. J. Sheridan الذي وصفته بين-جابوشكين بأنه معلم، كان المرصد قد وفر بالفعل فرصاً أكثر في علم الفلك للنساء مقارنة بالمؤسسات الأخرى، وقد تحققت إنجازات ملحوظة في وقت أبكر من القرن من قبل Williamina Fleming، Antonia Maury، Annie Jump Cannon و Henrietta Swan Leavitt. ومع ذلك، مع درجة الدكتوراه لبين، دخلت النساء التيار الرئيسي.
كان المسار الذي شقته في المجتمع العلمي الذي يهيمن عليه الذكور بشكل كبير مصدر إلهام للعديد منهن. على سبيل المثال، أصبحت نموذجاً يُحتذى به لفيزيائية الفضاء Joan Feynman. كانت والدة Feynman وجدتها قد أثنتا عليها من متابعة العلوم، لأنهما كانتا تعتقدان أن النساء غير قادرات جسدياً على فهم المفاهيم العلمية. تم إلهام Feynman لاحقاً بواسطة بين-جابوشكين عندما عثرت على بعض أعمالها في كتاب فلك. أقنعها رؤية أبحاث بين-جابوشكين منشورة بهذه الطريقة أنها يمكنها، في الواقع، متابعة شغفها العلمي.
أثناء قبول Henry Norris Russell Prize من American Astronomical Society، تحدثت بين عن شغفها الذي دام مدى الحياة بالبحث: "مكافأة العالم الشاب هي الرعشة العاطفية من كونه أول شخص في تاريخ العالم يرى شيئاً أو يفهم شيئاً. لا شيء يمكن أن يقارن بتلك التجربة. مكافأة العالم القديم هي الشعور بأن رسماً غامضاً قد نما ليصبح منظراً مثالياً."
الحياة الشخصية
في سيرتها الذاتية، تروي بين أنها بينما كانت في المدرسة أنشأت تجربة حول فعالية الصلاة بقسم امتحاناتها إلى مجموعتين، تدعو للنجاح فقط على واحدة، والأخرى تكون مجموعة تحكم. حققت علامات أعلى في الأخيرة. في وقت لاحق، أصبحت لا أدرية.
في عام 1931، أصبحت بين مواطنة أمريكية. في جولة عبر أوروبا في عام 1933، التقت عالم الفيزياء الفضائية من أصول روسية Sergei I. Gaposchkin في ألمانيا. ساعدته على الحصول على تأشيرة إلى الولايات المتحدة، وتزوجا في مارس 1934، واستقرا في مدينة Lexington في Massachusetts، على بعد تنقل قصير من Harvard. أضافت بين اسم زوجها إلى اسمها الخاص، وكان لديها بين-جابوشكينز ثلاثة أطفال: Edward، Katherine و Peter. تتذكر ابنة بين والدتها بأنها "خياطة مستوحاة الإلهام، حياكة مبتكرة، وقارئة نهمة". كانت بين وعائلتها أعضاء في First Unitarian Church في Lexington، حيث كانت سيسيليا تدرس مدرسة الأحد. كما كانت نشطة مع Quakers. توفيت في منزلها في Cambridge بـ Massachusetts، في 7 ديسمبر 1979. قبل وقت قصير من وفاتها، طبعت بين سيرتها الذاتية بشكل خاص باسم The Dyer's Hand. تم إعادة طبعها لاحقاً باسم Cecilia Payne-Gaposchkin: An Autobiography and Other Recollections.
أصبح أخ بين الأصغر، Humfry Payne 1902–1936، الذي تزوج الكاتبة والناقدة السينمائية Dilys Powell، مديراً للمدرسة البريطانية للآثار في Athens. حفيدة بين، سيسيليا Gaposchkin، أستاذة في التاريخ الثقافي في العصور الوسطى والتاريخ الفرنسي في Dartmouth College.
الأوسمة والجوائز
- عضو منتخب في Royal Astronomical Society بينما كانت لا تزال طالبة في Cambridge 1923
- جائزة Annie J. Cannon في علم الفلك 1934 – أول متلقية
- عضو في American Philosophical Society 1936
- عضو في American Academy of Arts and Sciences 1943
- جائزة الاستحقاق من Radcliffe College 1952
- ميدالية Rittenhouse من Rittenhouse Astronomical Society في Franklin Institute 1961
- أستاذة فخرية في جامعة Harvard 1967
- محاضرة Henry Norris Russell من American Astronomical Society 1976
- جائزة الجمعية الأمريكية للفيزياء للأطروحات الدك
