สาวๆ นักดาราศาสตร์แห่งหอดูดาวฮาร์วาร์ด

ในงานวันขึ้นปีใหม่ประจำปี 1929 ที่จัด ณ หอดูดาวแห่งมหาวิทยาลัย Harvard มีการแสดงละครบนเวทีเรื่อง Observatory Pinaforte ซึ่งมีทั้งการร้องเพลง การเต้นระบำ และการแสดงโดยสตรีนับสิบ เพราะลีลาการร้อง และเล่นแสดงว่าเธอเหล่านั้นมิได้เป็นนักแสดงมืออาชีพ ดังนั้นคนที่เข้ามาชมการแสดงจึงอาจคิดไปว่า เธอๆ คงเป็นภรรยา ลูกสาว หรือญาติของบรรดานักดาราศาสตร์แห่งหอดูดาว และเธอคนหนึ่งอาจเป็นภรรยาของ Edward Pickering ซึ่งเป็นผู้อำนวยการแห่งหอดูดาวก็ได้

แต่ในความเป็นจริง เธอๆ คือพนักงานประจำของหอดูดาว ซึ่งได้รับค่าจ้างเพียงเล็กน้อยในการทำงานวิเคราะห์ภาพถ่ายดาว และกาแล็กซี่ที่นักดาราศาสตร์ชายได้ถ่ายไว้จำนวนนับแสนภาพ

แม้จะเป็นแค่ลูกจ้าง แต่ผลงานของเธอเหล่านี้ก็ได้ทำให้วงการดาราศาสตร์โลกก้าวหน้ามากถึงระดับที่ผู้อำนวยการและใครๆ ก็คิดไม่ถึง เช่น Annie Jump Cannon ได้คิดวิธีใหม่ในการจัดกลุ่มดาวฤกษ์ด้าน Henrietta Leavitt เมื่อได้วิเคราะห์ความสว่างของดาวแปรแสง (variable star) ก็ได้พบว่า นักดาราศาสตร์สามารถใช้ดาวเหล่านี้เป็นดาวมาตรฐานในการวัดระยะทางที่ดาวฤกษ์อยู่ห่างจากโลกได้ เป็นต้น

สำหรับสาเหตุที่ผู้อำนวยการ Pickering ว่าจ้างสตรีเหล่านี้มาทำงาน เพราะในปี 1877 ที่เขาเข้ารับตำแหน่งผู้อำนวยการคนใหม่นั้น เขาได้พบว่า หอดูดาวมีภาพถ่ายของดาวต่างๆ ประมาณ 5 แสนภาพที่ยังไม่มีใครวิเคราะห์เลย

ในเบื้องต้น Pickering ได้จ้างชายหนุ่มหลายคนมาเคลียร์ปัญหานี้โดยเฉพาะ และได้พบว่า หนุ่มๆ มักทำงานอย่างไม่รอบคอบ คือไม่สนใจในรายละเอียด และมักไม่รายงานสิ่งที่ผิดสังเกตอะไรเลย ดังนั้นจึงพลาดการค้นพบสิ่งที่สำคัญ เพราะมองข้ามเรื่องที่น่าสนใจไปอย่างน่าเสียดาย และเมื่อความอดทนบรรลุถึงขีดสุด Pickering จึงระเบิดออกมาว่า สาวใช้ที่บ้านผมสามารถทำงานนี้ได้ดีกว่าบรรดาผู้ชายทุกคนที่จ้างมาอย่างแน่นอน

หลังจากนั้นก็ได้เลิกจ้างบรรดาชายหนุ่มทั้งหลาย และจ้างผู้หญิง 10 คนมาทำงานแทน การตัดสินใจของ Pickering ครั้งนี้ได้ผลมาก เพราะได้พบว่า ผู้หญิงมักสังเกตรายละเอียดต่างๆ ได้ดีกว่า ตั้งอกตั้งใจทำงานมากกว่า และข้อที่ดีและประเสริฐที่สุดคือ เธอรับเงินเดือนเพียงครึ่งหนึ่งของผู้ชาย แม้จะไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้กล้องโทรทรรศน์ก็ตาม เพราะสังคม (ในสมัยนั้น) มีความเห็นว่า มันเป็นเรื่องไม่เหมาะสมที่จะให้ผู้ชายและผู้หญิงส่องกล้องโทรทรรศน์ดูดาวด้วยกันเป็นเวลานานๆ ในเวลากลางคืน ลูกจ้างสตรีเหล่านั้นจึงต้องทำงานจ้องดูภาพดาว และจดบันทึกรายละเอียดของสิ่งที่เห็นในเวลากลางวัน โดยไม่มีผู้ชายอยู่ใกล้ๆ

สตรีคนหนึ่งในบรรดาสตรีที่ Pickering รับเข้ามาทำงานชื่อ Williamina Fleming ซึ่งเป็นชาวสก็อตจากเมือง Dundee ผู้เพิ่งหย่าจากสามี และได้อพยพมาอเมริกาเพื่อหาเงินเลี้ยงตัวเอง และลูกที่ใกล้จะคลอด เพราะเธอได้รับการศึกษามากกว่าคนอื่นๆ ดังนั้น เธอจึงได้ครองตำแหน่งหัวหน้ากลุ่ม และผลงานที่สำคัญของเธอคือ ได้สังเกตเห็นภาพการระเบิดของดาวฤกษ์ประมาณ 10 ดวง

ส่วน Annie Jump Cannon สามารถแยกประเภทของดาวฤกษ์ได้ประมาณ 50,000 ดวงต่อเดือน โดยอาศัยการสังเกตและความสามารถในการจำแนกความสว่าง ตำแหน่ง และสีของดาว แคตตะล็อกของดาวที่ Cannon จัดทำนี้ ยังเป็นต้นแบบให้นักดาราศาสตร์ใช้จนถึงปัจจุบันนี้ ความสำเร็จของ Cannon เกิดจากการมีความสามารถระดับอัจฉริยะของเธอในการใช้สายตา เพราะหลังจากที่เธอล้มป่วยด้วยไข้ดำแดง (scarlet fever) หูของเธอได้หนวกสนิท เธอจึงต้องใช้สายตาในการรับรู้ความเป็นไปของโลกภายนอกได้มากกว่าคนธรรมดา

ด้าน Herrietta Leavitt นั้นก็หูหนวกเช่นกัน และเมื่อเธอเข้าทำงานในปี 1895 Pickering ได้ให้เธอมีหน้าที่ค้นหาดาวฤกษ์ที่เปล่งแสงไม่สม่ำเสมอหรือที่ปัจจุบันเราเรียก ดาวแปรแสง (variable star) เพราะความสว่างของมันไม่คงตัว คือแปรปรวนตามเวลา และในการค้นหานี้ เธอต้องนำแผ่นฟิล์มหลายแผ่นมาเปรียบเทียบกัน และถ้าพบว่า ถ้าดาวฤกษ์ดวงเดียวกัน ณ เวลาต่างกันเปล่งแสงไม่เท่ากัน มันก็จะเป็นดาวแปรแสง หรือดาวที่มีชื่อในปัจจุบันว่า Cepheid

การค้นพบของ Leavitt ที่ว่า อัตราเร็วในการเปลี่ยนแปลงความสว่างเป็นปฏิภาคโดยตรงกับความสว่างของมัน เช่น ดาวบางดวงใช้เวลา 2-3 สัปดาห์ในการหรี่แสงลง แล้วกลับมาสว่างเหมือนเดิมอีก Leavitt ได้พบว่า ดาวประเภทที่ว่านี้จะสว่างมากกว่าดาวที่เปลี่ยนความเข้มแสง ในเวลาเพียง 2-3 วัน โดยใช้สูตร log d = 0.2 (m – M + 5)

เมื่อ d คือระยะทางที่ดาวฤกษ์อยู่ห่างจากโลก ในหน่วย parsec (1 parsec คือระยะทาง 3.26 ปีแสง)
m คือ ความสว่างที่วัดได้โดยเฉลี่ย
M คือ ความสว่างสัมบูรณ์ (จริง) ซึ่งคำนวณได้จากสูตร M = -2.9 log P – 1.2
และ P เป็นคาบของการเปลี่ยนแปลง

ดังนั้น เมื่อรู้ค่า m, M, P ระยะทาง d ก็สามารถคำนวณได้

นี่คือการค้นพบที่สำคัญ เพราะข้อมูลที่ได้สามารถช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถวัดระยะทางที่ดาวดวงนั้นอยู่ห่างจากโลกได้ ดังนั้น ในปี 1923 Edwin Hubble จึงได้ใช้สมบัติของดาว Cepheid ในการวัดระยะทางที่กาแล็กซี่ต่างๆ อยู่ห่างจากโลก และพบว่าเอกภพมิได้มีเพียงกาแล็กซี่ทางช้างเผือก

ผลงานของ Leavitt ในเรื่องนี้ได้สร้างความประทับใจให้แก่นักดาราศาสตร์ทั่วโลก ดังนั้นองค์กร Swedish Academy of Science จึงดำเนินเรื่องจะเสนอชื่อเธอให้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ แต่ได้พบว่า เธอเสียชีวิตไปตั้งแต่ปี 1921 ด้วยโรคมะเร็ง

ถึงปี 1929 Hubble ก็ได้ใช้หลักการของ Leavitt ในการพิสูจน์ว่า เอกภพกำลังขยายตัวตลอดเวลา และนี่ก็คือหลักฐานแรกที่แสดงให้ทุกคนรู้ว่า Big Bang มีจริง

ด้าน Annie Jump Cannon นั้น เมื่อถึงปี 1925 เธอได้เป็นสตรีคนแรกที่ได้รับปริญญาดุษฎีบัณฑิตกิตติมศักดิ์จากมหาวิทยาลัย Oxford และยังได้รับเหรียญทองคำ Draper จาก American National Academy of Sciences ด้วย ส่วน Williamina Fleming ในเวลาต่อมาได้ครองตำแหน่งภัณฑารักษ์คนแรกของหอดูดาว Harvard และได้รับเลือกเป็นสมาชิกของ Astronomical Society แห่งฝรั่งเศส และเม็กซิโก รวมถึงได้เป็นสมาชิกของ Royal Astronomical Society ของอังกฤษด้วย ผลงานเหล่านี้ทำให้หลุมอุกกาบาตหลุมหนึ่งบนดวงจันทร์ชื่อ Fleming

นี่คือตัวอย่างของชีวิตนักดาราศาสตร์สตรีเมื่อหนึ่งศตวรรษก่อนที่ผู้หญิงถูกกีดกันไม่ให้ทำงานเป็นนักวิทยาศาสตร์ ฯลฯ การขัดขวางลักษณะนี้ทำให้เธอหลายคนต้องลาออกจากโรงเรียนกลางคันเพื่อไปสร้างครอบครัว แม้เมื่อ 50 ปีก่อนที่มหาวิทยาลัย Caltech, MIT และ Harvard ต่างก็ปฏิเสธไม่อนุญาตให้ผู้หญิงเรียนดาราศาสตร์ แต่ Cecillia Payne ก็เริ่มทำให้ความสามารถของสตรีเป็นที่ยอมรับ เมื่อวิทยานิพนธ์ที่เธอทำเสนอแนะว่า เอกภพมีธาตุไฮโดรเจนในปริมาณมากที่สุด ผลงานนี้ทำให้เธอได้รับแต่งตั้งเป็นศาสตราจารย์ ดาราศาสตร์คนแรกของมหาวิทยาลัย Harvard ซึ่งเป็นเรื่องที่คนทั่วไปคาดไม่ถึง แม้แต่พนักงานพิมพ์ดีด เพราะเวลาเขาพิมพ์จดหมายถึงเธอ เขาพิมพ์คำคารวะขั้นต้นว่า “Dear Sir” แทนที่จะเป็น “Dear Madam”

ปัจจุบันโลกมีนักดาราศาสตร์สตรีที่เก่งๆ อีกมากมายหลายคน เช่น Margaret Burbidge แห่ง University of California ที่ San Diego ซึ่งก็ประสบปัญหาการถูกกีดกันในเบื้องต้นเช่นกัน ดังในปี 1740 เมื่อเธอขอทุนการศึกษาที่ Carnegie Institution เธอได้รับจดหมายตอบว่า งี่เง่ามากที่มาสมัคร เพราะกฎของมหาวิทยาลัย ห้ามสตรีสมัครเข้าเรียน ในเวลาต่อมา เธอกับสามีได้ร่วมมือกันทำวิจัยดาราศาสตร์จนมีชื่อเสียงในฐานะผู้สร้างทฤษฎี Steady State ร่วมกับ Fred Hoyle และยังได้เสนอทฤษฎีการสร้างธาตุต่างๆ หลัง Big Bang ด้วย

เธอเล่าว่า ในการทำงานของเธอที่ Mount Wilson Observatory นั้นทางหอดูดาวมักจัดห้องพักคุณภาพดีให้นักดาราศาสตร์ชายพำนัก และจัดพ่อครัวฝีมือดีมาปรุงอาหารให้รับประทาน ส่วนเธอต้องหลบอยู่ในห้องเล็กๆ และต้องหุงหาอาหารกินเอง เธอจึงรู้สึกว่า เธอเป็นเสมือนประชาชนชั้นสองแต่ก็ได้ประจักษ์ในที่สุดว่า เธอต้องมีความอดทนและต้องมั่นใจ เธอจึงสามารถดำรงชีพอยู่ในวงการได้

ณ วันนี้ โลกมีนักดาราศาสตร์สตรีที่มีชื่อเสียงอีกหลายคน เช่น Vera Rubin แห่ง Carnegie Institution ซึ่งเป็นคนแรกที่วัดความเร็วในการหมุนรอบตัวเองของกาแล็กซี่ Margaret Geller แห่ง Center for Astrophysics ที่มหาวิทยาลัย Harvard ผู้ทำแผนที่โครงสร้างของเอกภพ รวมทั้ง Jocelyn Bell – Burnell แห่ง Opin University ที่อังกฤษ ผู้พบดาว pulsar ดวงแรกของโลก ฯลฯ

ชีวิตของเธอเหล่านี้เป็นแบบอย่างให้นักดาราศาสตร์สตรีรุ่นหลังได้เจริญรอยตาม

อ่านเพิ่มเติมจาก The Greenwich Lady โดย David Rovney จัดพิมพ์โดย National Maietime Museum ปี 2008

เกี่ยวกับผู้เขียน

สุทัศน์ ยกส้าน
ประวัติการทำงาน-ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ สุทัศน์ ยกส้าน ได้ทุกวันศุกร์











*******************************


*******************************