CL052 Lady Computers: Die vergessenen Pionierinnen der Astronomie

Die Episode über die Ära der Rechendamen in der Astronomie

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Wie haben Frauen die Astronomie revolutioniert - und warum kennt kaum jemand ihre Namen? In dieser Podcast-Episode werfen wir einen Blick auf eine oft vergessene, aber bedeutende Gruppe von Frauen in der Astronomie: die „Lady Computers“. Diese Frauen haben zwischen dem 17. und 20. Jahrhundert hochkomplexe Berechnungen durchgeführt und waren maßgeblich an der wissenschaftlichen Erforschung des Himmels beteiligt - allerdings meist unter prekären Arbeitsbedingungen, mit geringer Bezahlung und kaum Aufstiegschancen. Ohne ihre Arbeit wären viele astronomische Durchbrüche - von der Himmelskartierung bis zur Expansion des Universums - nicht möglich gewesen.

Einleitung

In dieser Folge werfen Eva und Elka nicht nur einen Blick auf die Rechenkünste weiblicher Astronomie-Computer und Rechenhilfen, sondern rechnen auch selbst. Denn unser Hörer Bernd hat uns neben anderen Hörern eine Mail zu Folge 51 von Cosmic Latte, "Die Energie der Sterne!" geschrieben und gefragt, wie viel Leistung eigentlich ein Kubikmeter Sonne hat, und zwar im Vergleich zu einem Komposthaufen - ein Vergleich mit überraschendem Ergebnis!

Sonne vs. Komposthaufen vs. Mensch

Die Sonne ist eine gigantische Kugel aus heißem Plasma, die durch Kernfusion unvorstellbare Mengen an Energie erzeugt. Ihre Gesamtleistung beträgt etwa 3,828×10^26 Watt - eine beeindruckende Zahl! Die Leistung der Sonne pro Kubikmeter ist jedoch erstaunlich gering: nur 0,27 Watt pro Kubikmeter. Ein gut durchlüfteter Komposthaufen kann 100-200 W/m³ erzeugen - das ist mehr als 10 mal so viel wie die Sonne pro Volumeneinheit! Die Wärme entsteht dabei durch die Zersetzung von organischem Material durch Mikroorganismen - ein biologischer, aber äußerst effizienter Prozess.

Noch faszinierender ist der Vergleich mit dem Menschen: Ein Mensch setzt durch seinen Stoffwechsel bei leichter Aktivität etwa 100 Watt Wärme frei. Bei einem Gewicht von 70kg und einer Oberfläche von 2m² ergibt das eine Leistungsdichte von 1,4 Watt pro Kilogramm - die Sonne strahlt dagegen nur 0,0002 W/kg ab! Das bedeutet: Jeder Mensch erzeugt mehr Leistung pro Kilogramm als die Sonne!

Dass die Sonne uns trotzdem mit Energie versorgt, liegt an ihrer schieren Größe! Berechnen können wir das Ganze übrigens mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz - benannt nach den beiden österreichischen Physikern Josef Stefan und Ludwig Boltzmann. Sie fanden heraus, dass die Strahlungsleistung eines Körpers mit der vierten Potenz seiner Temperatur zunimmt: Je heißer also ein Körper ist, desto mehr Energie strahlt er ab. Da die Leistung mit T^4 wächst, erhöht sich bei doppelter Temperatur die Strahlung um den Faktor 16! Damit konnten sie erstmals die Temperatur der Sonne mit 6000K erstaunlich genau berechnen.

Observatorio del Teide

Elka war im Urlaub auf Teneriffa und besuchte dort das Observatorio del Teide, das aufgrund seiner Lage (dem höchsten Berg Spaniens, dem Izaña, auf 2400 Meter Seehöhe) ursprünglich ein guter Ort zur Sternenbeobachtung war. Aufgrund der Lichtverschmutzung hat sich das Observatorium inzwischen auf die Sonnenbeobachtung spezialisiert. Es beherbergt zwei berühmte Teleskope: das Vakuum-Turm-Teleskop (VTT) zur Beobachtung der Sonnenatmosphäre und THEMIS zur Beobachtung des Magnetfelds der Sonne.

Heute ist alles sehr modern und computergesteuert, aber wie war das früher in den Observatorien? Da gab es Computerfrauen, also Rechnerinnen.

Weibliche Computer

Bereits im 17. Jahrhundert gab es herausragende Astronominnen wie Maria Cunitz, die in ihrem Werk Urania Propitia die komplizierten Berechnungen Johannes Keplers vereinfachte und sogar Fehler in dessen Rudolfinischen Tafeln korrigierte. Im 19. Jahrhundert wurde die Berechnung astronomischer Daten immer wichtiger, vor allem mit dem Aufkommen großer Forschungsprojekte wie dem Astrographischen Katalog, einem internationalen Projekt zur Kartierung des gesamten Nachthimmels.

Eine zentrale Figur dieser Zeit war Dorothea Klumpke, die am Pariser Observatorium arbeitete und 1899 auf dem Internationalen Frauenkongress in London die Rede “Women’s Work in Astronomy” hielt. Sie sprach über die wachsende Bedeutung der Frauen in der Astronomie und sah die vielen Astronominnen als Zeichen einer neuen Ära der Gleichberechtigung. Die Realität sah jedoch so aus, dass viele dieser Frauen nur eingeschränkte Karrieremöglichkeiten hatten. Warum es trotzdem so viele Rechenkünstlerinnen gab: Es gab viele Absolventinnen der neu gegründeten Frauenuniversitäten, aber auch in Wissenschaft und Politik wurden ihnen viele Positionen verwehrt. Außerdem entstand die “Großforschung” mit größeren Budgets und mehr Hilfskräften. Und als solches galten die Frauen. Die Bezahlung, das Ansehen und die Arbeitsbedingungen waren nicht sehr gut. Außerdem stellten Frauen keine Gefahr für ihre männlichen Kollegen dar, da sie kaum Aufstiegschancen hatten.

Harvard, Greenwich & Co.

Besonders bekannt wurde das Harvard-Computer-Team unter der Leitung von Edward Charles Pickering. Seine Rechnerinnen, darunter Williamina Fleming, Annie Jump Cannon und Henrietta Swan Leavitt, revolutionierten die Astronomie. Fleming entwickelte das erste System zur spektralen Klassifizierung von Sternen, Cannon verfeinerte es zum heute bekannten OBAFGKM-System, und Leavitt entdeckte die Perioden-Leuchtkraft-Beziehung von Cepheiden, ein entscheidendes Werkzeug zur Messung kosmischer Entfernungen.

Im Vergleich zu anderen Observatorien förderte Pickering seine Mathematikerinnen, indem er mit ihnen gemeinsam publizierte und ihre Leistungen öffentlich anerkannte. Trotzdem verdienten die Frauen nur 25 Cent pro Stunde. Männliche Assistenten bekamen fast das Doppelte.

Auch am Observatorium in Greenwich in London wurden ab 1889 Frauen als Rechnerinnen beschäftigt, allerdings auch zu niedrigen Löhnen und ohne Anerkennung. Ähnlich erging es den Rechnerinnen in Australien, die ab 1902 per Gesetz nur 54 % des Gehalts ihrer männlichen Kollegen erhalten durften. Trotz dieser Widrigkeiten setzten sich einige Frauen für höhere Löhne ein - und erreichten schließlich erste Verbesserungen. Frauen waren die treibende Kraft hinter vielen astronomischen Großprojekten. Bis 1959 hatten sie mehr als 75 Prozent aller bekannten veränderlichen Sterne entdeckt. Ihre Arbeit legte den Grundstein für viele wissenschaftliche Durchbrüche, blieb aber lange Zeit unbeachtet.

Weiterführende Links und Quellen:

Reser, A., & McNeill, L. (2022). Frauen, die die Wissenschaft veränderten: Von der Antike bis zur Gegenwart (W. Krabbe, Übers.). Haupt Verlag.

Film: Agora - Säulen des Himmels 8Spanien, 2009): historisches Drama über die spätantike Astronomin, Philosophin und Mathematikerin Hypatia von Alexandria (Rachel Weisz).

Cosmic Latte Folge 29:In der Folge über Frauen, die nach den Sternen greifen!, erzählt Eva die Geschichte der australischen Physikerin Ruby Payne Scott, die zur Pionierin in der Radioastronomie wurde.

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