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Friday, October 23, 2020

Jocelyn Bell Burnell

Die Wissenschaft sieht sich gerne als über der Gesellschaft stehend, als unabhängige Instanz, die sich unbeeindruckt von Ideologien und Meinungen bedingungslos nach der Wahrheit richtet und in der Regel ist das auch so. Doch die Geschichte zeigt uns, dass dieses Selbstbild manchmal auch falsch ist, die Wissenschaft ist ein fester Teil der Gesellschaft und unterliegt denselben Entwicklungen, aber auch denselben Problemen. Ein gutes Beispiel dafür ist eine Entdeckung der britischen Radioastronomin Jocelyn Bell Burnell, sie entdeckte den ersten Neutronenstern, einen Pulsar namens PSR B1919+21, doch den Nobelpreis für Physik bekamen dafür zwei andere Männer.

Steckbrief: Jocelyn Bell Burnell

Vollständiger Name: Dame Susan Jocelyn Bell Burnell

Geboren: 15. Juli 1943 in Belfast

Berufsfeld: Radioastronomie

Werke: Broken for Life, An Introduction to the Sun and Stars, A Quaker Astronomer Reflects: Can a Scientist Also Be Religious?

Ehrungen: Michelson-Medaille, J.-Robert-Oppenheimer-Memorial-Preis, Beatrice-M.-Tinsley-Preis, Herschel-Medaille, Jansky Award, Order of the British Empire, Magellanic Plenum, Mitglied der Royal Society, Mitglied der National Academy of Sciences, Ehrendoktor der Harvard Society, Ehrendoktor der Universität Durham, Präsidentin des britischen Institutes of Physics, Ehrenmitglied der Royal Irish Academy, Royal Medal, Mitglied der American Philosophical Society, Mitglied der American Society of Arts and Sciences, Grande médaille de l’Académie des sciences, Breakthrough Prize in Fundamental Physics

Website: https://www2.physics.ox.ac.uk/contacts/people/bellburnell

Lebenslauf von Jocelyn Bell Burnell

1943: Geburt in Belfast

1948: Beginn am Lurgan College, wo Bell Burnell sich anfangs als Mädchen nicht mit Naturwissenschaften beschäftigen durfte, bis sie heftig dagegen protestierte

1956: Abschluss am Lurgan College

1965: Abschluss des Studiums an der University of Glasgow

1967: Entdeckung der pulsierenden Radioquelle, die sich später als Neutronenstern herausstellte

1968: Beginn an der University of Southhampton und Hochzeit mit dem Beamten Martin Burnell

1974: Beginn am University College of London, Bell Burnells Kollegen werden im selben Jahr mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet

1982: Beginn am Royal Observatory

1986: Beginn als Projektmanagerin am James Clerk Maxwell Telescope in Hawaii

1989: Erscheinung von Broken for Life

2002: Beginn als Präsidentin der Royal Astronomical Society

2004: Erscheinung von An Introduction to the Sun and Stars

2007: Königin Elisabeth II. erhebt Bell Burnell in den Adelsstand

2013: Erscheinung von A Quaker Astronomer Reflects: Can a Scientist Also Be Religious?

2018: Bell Burnell gewinnt den mit drei Millionen US-Dollar dotierten Breakthrough Prize in Fundamental Physics und spendet das komplette Preisgeld an Stipendien für Frauen, ethnische Minderheiten und Flüchtlinge in der Wissenschaft.

Zitate

“Wissenschaft ist ein Streben nach Verständnis.”

“Wenn wir das Universum als Ganzes betrachten, die Kosmologie, die Geburt, das Leben und den Tod des gesamten Universums, hatten wir früher ein schönes einfaches Modell. Dann mussten wir Dinge wie dunkle Energie hinzufügen, und unser schönes einfaches Bild wird immer unordentlicher und unordentlicher und unordentlicher.”

“Man kann tatsächlich sehr gut damit leben, keinen Nobelpreis zu bekommen.”

Lebenswerk

Jocelyn Bell Burnell hätte auch noch für eine ganz andere Entdeckung in die Geschichte eingehen können. Die Radioastronomin beschäftigte sich in ihrer Doktorarbeit am Mullard Radio Astronomy Observatory mit der genaueren Bestimmung der Position von Quasaren, das sind Schwarze Löcher in den Kernen von Galaxien, die besonders aktiv sind und große Mengen Strahlung emittieren. Damals, nämlich im Jahre 1965, wusste man noch nicht genau, worum es sich bei den Radioquellen eigentlich handelt, Bell Burnells Arbeit war also durchaus brisant und auch hochaktuell.

Gemeinsam mit ihrem Doktorvater, dem britischen Radioastronomen Antony Hewish, und vier Studenten baute Bell Burnell eine neue Antenne für die Erforschung der Quasare, die emittierte Strahlung sollte zeitlich sehr genau aufgelöst werden, um die Positionsbestimmung zu erleichtern. Schon dies war damals völliges Neuland für die Astronomie. Am 28. Februar 1967 registrierte die Antenne ein extrem starkes und in vollkommen regelmäßigen Abständen pulsierendes Signal. Hatten Hewish und Bell Burnell etwa doch Außerirdische entdeckt?

Dies war tatsächlich nicht auszuschließen, die Signale hoben sich deutlich vom Hintergrundrauschen ab, gingen von einem kompakten Objekt aus und waren wie gesagt vollkommen periodisch. Man kannte kein natürliches Objekt, welches derartige Signale produzieren könnte. Optimistisch nannte man das Signal daher vorläufig LGM-1 für Little Green Man-1. Außerirdische waren es zwar nicht, jedoch erwies sich die Quelle des Signals als eine ganz neue Klasse von Sternen, als Neutronenstern.

Diese Objekte wurden bereits in den den 30ern von den Physikern Walter Baade und Fritz Zwicky vorhergesagt, sie behaupteten, ein massereicher Stern fiele in sich zusammen, sobald ihm der Kraftstoff ausgehe, denn dann gebe es keinen nach Außen gerichteten Strahlungsdruck mehr, welcher der Gravitation entgegenwirke. Im Innern eines solchen kollabierenden Sterns könnte ein so enormer Druck herrschen, dass die negativen Elektronen quasi in die positiven Kerne stürzen – übrig bleibt elektrisch geladene Neutronenmaterie.

Die Berechnungen waren stimmig, laut Baade und Zwicky müsste es im Universum also zahlreiche sehr alte Sterne geben, die aus solcher Neutronenmaterie bestehen, doch viele Wissenschaftler bezweifelten dies bis Bell Burnell und Hewish die Objekte nachwiesen. Das ist irgendwie auch verständlich: Der Neutronenstern namens PSR B1919+21, den die beiden entdeckten, hat einen Radius von nur 9,74 Kilometern, aber die 1,4-fache Masse unserer Sonne. Daraus ergibt sich eine ungeheure Dichte, könnte man einen Teelöffel Neutronenstern entnehmen, wöge der viel mehr als der Mount Everest. Gleichzeitig rotiert das Kilometer große Ding einmal in nur 1,337 Sekunden um sich selbst.

Als ein Astrophysiker namens Thomas Gold daher vorschlug, dass es sich bei LGM-1 womöglich um einen der von Baade und Zwicky postulierten Sterne handelt, nahm in niemand ernst, bei einer Fachkonferenz durfte er seinen Vortrag nicht einmal halten, man hielt es für völlig absurd – doch seine These erwies sich als korrekt. Bell Burnell und Hewish hatten einen Pulsar, einen schnell rotierenden Neutronenstern entdeckt.

Bell Burnells Leistung war wirklich beachtlich: Sie war ganz alleine für die Auswertung der Daten des Radioteleskops zuständig – die typische Drecksarbeit in der Wissenschaft. Die Auswertung funktionierte damals nämlich nicht digital, sondern manuell, die Blätter wurden also ausgedruckt und Bell Burnell musste etwa 30 Blätter pro Tag manuell durchgehen und nach besonderen Mustern suchen und das schon in einem Alter von gerade einmal 24 Jahren und in einer Zeit, in der die Chancengleichheit der Geschlechter in der Wissenschaft noch viel weniger gegeben war als heute.

Wie zu erwarten war wurde die Entdeckung des ersten Neutronensterns im Jahr 1974 für den Nobelpreis der Physik nominiert (einen Nobelpreis für Astronomie gibt es nicht, astronomische Leistungen fallen dort unter die Kategorie Physik), schließlich war eine große experimentelle Lücke der Sternenentwicklung gefüllt. Diese Entdeckung hat den Nobelpreis dann auch hochverdient bekommen, allerdings wurde Bell Burnell, diejenige, die die Signale wirklich entdeckte, nicht ausgezeichnet, sondern ihr lediglich Antony Hewish und Martin Ryle, der das Radioteleskop entwickelte. Das war kein “Patzer” oder “Fehler” wie es häufig genannt wird, das war Sexismus.

Dass gerade in der eigentlich von Vernunft und Verstand geprägten Wissenschaft derartige Fälle vorkommen, ist wirklich beschämend und ein Einzelfall ist es nicht: Der angesehene italienische Physiker Alessandro Strumia verbreitete ein sehr sexistisches Video (das ich hier nicht zeigen möchte) und der Nobelpreisträger Gérard Mourou inszenierte sich im Mittelpunkt einer sexistischen Performance. Aber es tut sich etwas, solche Fälle lösen mittlerweile Wellen der Empörung aus und auch wenn es immer noch viel zu wenige sind, gibt es immer mehr Wissenschaftlerinnen, die auch verdient ausgezeichnet werden.

Doch trotz dessen stagniert die Anzahl der Bachelor- und Masterstudentinnen zum Beispiel im Fach Physik seit einigen Jahren bei 20% und das hat auch einen selbstverstärkenden Effekt: Wenn es kaum erfolgreiche und bekannte Frauen in der Wissenschaft und vor allem der Astronomie gibt, dann gibt es auch keine weiblichen Vorbilder, die Mädchen und jungen Frauen zeigen, dass auch sie Wissenschaftlerinnen werden können – ein Teufelskreis, zu dem Entscheidungen wie die des Nobelpreis-Komitees noch zusätzlich beitragen, den man aber auch durchbrechen kann.

Inzwischen wurde Jocelyn Bell Burnell für ihre Entdeckung mit einem anderen renommierten Preis ausgezeichnet, nämlich mit dem Breakthrough Prize in Fundamental Physics, der sogar dreimal höher dotiert ist als der Nobelpreis und unter anderem von Facebook-Chef Mark Zuckerberg und dem russischen Unternehmer Juri Milner finanziert wird. Das Preisgeld von drei Millionen US-Dollar behielt Bell Burnell jedoch nicht, sondern spendete es komplett, um wissenschaftliche Stipendien für in der Forschung unterrepräsentierte Gruppen zu finanzieren, nämlich Frauen, ethnische Minderheiten und Flüchtlinge.

Die ganze Bedeutung der Entdeckung von Pulsaren wurde erst rückblickend erkannt und ist vielleicht noch immer nicht vollständig verstanden, Pulsare können etwa aufgrund ihrer starken und präzisen Signale zur Navigation im Weltraum verwendet werden, so ist die Position der Erde auf Botschaften an Außerirdische wie der Voyager Golden Record meist in Relation zu besonders hellen Pulsaren angegeben, sie fungieren also als kosmische Leuchttürme, denn jede intelligente Zivilisation dürfte sie leicht lokalisieren können.

Inzwischen sind etwa 2.000 Pulsare bekannt, einige werden sogar von Planeten umkreist, erzeugen messbare Gravitationswellen und können zur ultrapräzisen Zeitmessung eingesetzt werden, so waren die Signale zum Zeitpunkt der Entdeckung präziser als damalige Atomuhren, wenn man eine lineare Entwicklung abzieht. Man hat nun auch schon eine zweite Klasse von Neutronensternen entdeckt, die Magnetare, die noch extremer sind als die Pulsare und wer weiß schon, was wir noch alles über diese rätselhaften Objekte erfahren.

Aber die Geschichte der Entdeckung des ersten Pulsars zeigt uns auch, dass auch in der Wissenschaft noch viel zu tun ist und sie sich eben nicht mit punktförmigen Objekten im Vakuum abspielt, sondern ein Teil unserer Gesellschaft ist und eine große Verantwortung trägt. Dennoch wird es wohl noch dauern, bis auch in der Wissenschaft alle verstanden und akzeptiert haben, dass Frauen mindestens genauso gut forschen können wie die Männer – vielleicht sogar noch besser.

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