چگونه «رایانه‌های انسانی» آنی جامپ کانن و هنریتا سوان لیویت نجوم را متحول کردند!!
هر دو زن به‌عنوان نابغه‌هایی مشهور شدند که شایسته دریافت جایزه نوبل هستند، اما هیچ‌کدام این جایزه را نگرفتند.
هنریتا سوان لیویت رابطه بین دوره چرخه روشنایی یک ستاره با قدر مطلق آن را کشف کرد. این کشف امکان محاسبه فاصله آنها از زمین را فراهم کرد. (اعتبار تصویر: مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان)
در اوایل قرن بیستم، تیمی از «رایانه‌های انسانی» – زنانی که کار طاقت‌فرسای پردازش دستی داده‌های نجومی را برعهده داشتند – بسیار فراتر از شرح وظایف خود، بدون ذکر هنجارهای اجتماعی آن زمان، به پیش رفتند تا انقلابی در نجوم ایجاد کنند.
تحولات فناورانه اواخر دهه 1800 برای نجوم نعمت و کابوس بود. اختراع عکس روشی کاملاً جدید برای انجام تصویربرداری نجومی ایجاد کرد. ستاره شناسان دیگر به چشمی‌های تلسکوپ خود بسنده نمی‌کردند و مجبور نمی‌شدند طرح‌ها و نمودارهایی از آنچه می‌دیدند تهیه کنند. اکنون یک تیم کوچک از ستاره‌شناسان می‌توانند شب به شب به سادگی به جمع آوری تصاویر زیادی بپردازند و تمام فهرست نویسی و مطالعه را بعدا انجام دهند. بعلاوه، عکاسی به تلسکوپ‌ها اجازه می‌دهد تا ستاره‌های بسیار کم‌نورتر را، بسیار فراتر از آنچه که چشم انسان می‌تواند درک کند، ثبت کند و به اخترشناسان این امکان را می‌دهد تا تعداد بی‌سابقه‌ای از ستاره‌ها را جذب کنند.
اما اینها مربوط به قبل از دوره مدرن پردازش دیجیتال بود که به این معنی بود که هجوم به تمام صفحات عکاسی برای ایجاد خلاصه‌های معقول از داده‌ها یک کابوس بود. برای کمک به درک این حجم عظیم از داده‌ها، رصدخانه‌های سراسر جهان شروع به استفاده از رایانه کردند. اما اینها ماشین های تکنولوژیک مدرنی نبودند که امروزه می‌شناسیم. در آن زمان، “کامپیوتر” یک شرح شغلی بود – شخصی که می‌توانست تمام وظایف معمول پردازش داده‌ها، مانند بررسی طیفهای ستاره‌ای، انجام محاسبات و تخصیص دسته‌ها به اجرام مختلف را انجام دهد.
ستاره‌شناس ادوارد پیکرینگ که در آن زمان مدیر رصدخانه هاروارد بود، می‌خواست بزرگترین فهرست ستارگان جهان را بسازد. برای انجام این کار، او تیم بزرگی از کامپیوترهای انسانی را به کار گرفت. کار آنها بسیار تخصصی بود. این افراد به سطح بالایی از تحصیلات نیاز داشتند، اما این نوع کار از عهده رشته نجوم تحت سلطه مردانه خارج بود. بنابراین پیکرینگ به زنانی روی آورد که در مدارس (هنوز بحث برانگیز) برای آموزش عالی تحصیل کرده بودند که در آن زمان به آنها اختصاص داده شده بود.
در حالی که «رایانه‌های هاروارد»، همانطور که این تیم به این عنوان شناخته شد، به موفقیت‌های بسیاری دست یافتند، به‌ویژه دو زن به‌عنوان نابغه‌های شایسته دریافت جوایز نوبل شناخته می‌شوند (اگرچه به هیچ‌کدام از آنها اهدا نشد).
آنی جامپ کانن یک صفحه عکاسی از آسمان شب را بررسی می‌کند. او سیستم طبقه‌بندی ستاره‌ای را ایجاد کرد که هنوز هم استفاده می‌شود. (اعتبار تصویر: مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان)
آنی جامپ کانن
اولین نفر آنی جامپ کانن بود. او که در سال 1863 در دلاور به دنیا آمد، توسط مادرش به نجوم تشویق شد که صورتهای فلکی در شب را به او نشان می‌داد. پس از پیوستن کانن به رایانه‌های هاروارد، به کار طبقه‌بندی ستارگان پرداخت- کاری که از آن لذت می‌برد. هر طبقه‌بندی باید با دست و با بررسی دقیق طیفهای گرفته‌شده از هر ستاره منفرد، گاهی اوقات با کمک ذره‌بین برای مطالعه کم‌رنگ‌ترین جزئیات انجام شود. در طول دوران حرفه‌ای چشمگیر خود، او موفق شد بیش از 350000 ستاره را به صورت دستی طبقه‌بندی کند.
با توجه به دسترسی نزدیک کانن به داده‌ها، او شروع به توسعه شهودی در مورد طبقه‌بندی ستاره‌ها کرد که هیچ کس دیگری نمی‌توانست با آن مطابقت کند. در آن زمان، اخترشناسان هیچ ایده‌ای نداشتند که چرا ستاره‌های مختلف رنگها و طیفهای متفاوتی دارند و همچنین نمی‌دانستند ستاره‌ها چگونه متولد شده‌اند، چه چیزی به آنها نیرو می‌دهد یا چگونه تکامل یافته‌اند. اما آنها این تصور را داشتند که اگر بتوانند ستارگان را به درستی طبقه‌بندی کنند، می‌توانند سرنخی از نحوه کارکرد آنها به دست آورند.
کانن یک سیستم موجود را انتخاب کرد که ستاره‌ها را از A به O بر اساس ظاهر ویژگیهای طیفی مختلف برچسب‌گذاری کرد و آن را دوباره مرتب کرد. او متوجه شد که برخی از دسته‌ها غیرضروری هستند، برخی دیگر با یکدیگر همپوشانی دارند و برخی دیگر نیاز به تغییر دارند. او با مطالعه صدها هزار ستاره، به هرج و مرج نظم بخشید.
کانن سیستم جدیدی از طبقه بندی ستارگان را پیشنهاد کرد که امروزه در بستر منظومه مدرن باقی مانده است. با سیستم جدید او، اخترشناسان بعدی توانستند تکامل ستارگان را درک کنند و در نهایت اسرار همجوشی هسته‌ای را باز کنند.
هنریتا سوان لیویت
هنریتا سوان لیویت که در سال 1868 در ماساچوست به دنیا آمد، کار داوطلبانه را به عنوان کامپیوتر دانشگاه هاروارد آغاز کرد. از آنجایی که در آن زمان مشاغل برای زنان در نجوم بسیار کم بود، بسیاری حاضر بودند بدون دستمزد کار کنند. در سال 1902، او به یک موقعیت پولی در گروه منتقل شد و پیکرینگ او را مأمور فهرست‌نویسی ستاره‌های متغیر در ابرهای ماژلانی کرد.
لیویت کشفی کرد که در نهایت دیدگاه ما را نسبت به کیهان متحول کرد. در سال 1912، او دریافت که نوع خاصی از ستاره متغیر که به عنوان متغیر قیفاووسی شناخته می‌شود (زیرا اولین نوع خود در صورت فلکی قیفاووس یافت شد)، رابطه عجیبی از خود نشان می‌دهد. در آن زمان، هیچ کس دقیقاً نمی‌دانست که ابرهای ماژلانی چقدر از منظومه شمسی ما فاصله دارند. اما با حدس زدن اینکه همه متغیرهای قیفاووسی در ابر ماژلانی بزرگ تقریباً به همان اندازه از ما فاصله دارند، او متوجه شد که هر چه متغیر قیفاووسی در کل درخشانتر باشد، تغییر از کم‌نور به درخشان و بازگشت دوباره طول می‌کشد.
در نهایت، ستاره شناسان دیگر متغیر قیفاووسی دیگر را به اندازه کافی نزدیک به ما پیدا کردند که فاصله اختلاف منظر را با آن اندازه گیری کنیم و با آن، لیویت قفل جهان را باز کرد. هر زمان که یک ستاره شناس یک متغیر قیفاووسی را پیدا می‌کرد، می‌توانست نرخ ضربان آن را اندازه‌گیری کند که اندازه گیری نسبتاً ساده‌ای است. از آنجا، آنها می‌توانند روشنایی واقعی ستاره را بر اساس رابطه لیویت محاسبه کنند و سپس روشنایی واقعی را با روشنایی درک شده مقایسه کرده و فاصله را محاسبه کنند.
یک دهه بعد، ادوین هابل رابطه لیویت را با متغیرهای قیفاووسی اعمال کرد که در «سحابی» آندرومدا یافت می‌شود و کشف کرد که در عوض یک کهکشان 2.5 میلیون سال نوری از ما فاصله دارد.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
How human ‘computers’ Annie Jump Cannon and Henrietta Swan Leavitt revolutionized astronomy
By Paul Sutter
https://www.space.com/annie-jump-cannon-henrietta-swan-leavitt-revolutionized-astronomy