En el curso de la historia de la física se han sucedido épocas donde hay que solucionar diferentes problemas trascendentales para avanzar. Y en no pocas ocasiones, una cadena de problemas relacionados entre sí, se deben afrontar para seguir dando pasos adelante en el conocimiento.

Los problemas astronómicos en las postrimerías del siglo XIX e inicios del XX eran cruciales para evaluar, perfeccionar, situarse y avanzar en los nuevos marcos teóricos y conceptuales que se iban estableciendo. Muchos astrónomos estaban empeñados en la doble tarea de determinar la luminosidad estelar y el tamaño del universo; entre ellos se hallaba Shapley, en el observatorio de Monte Wilson, que estudió las características de las cefeidas y también analizó los cúmulos globulares estrellas que orbitan el centro de una galaxia. Además, se dio cuenta de la valía y la importancia de los logros de Herietta Leavitt (1868-1921), que comentó con Pickering (1846-1919), jefe del laboratorio en el que la astrónoma realizó sus hallazgos.

El mundo de Leavitt

La vida familiar de los Leavitt afrontó diversos avatars. Formaban un grupo donde tíos, abuelos y otros parientes próximos compartían problemas y vidas. Se trataba de una familia religiosa, de costumbres y convicciones determinadas por esta condición, que se trasladó a diversos lugares, en algunos de los cuales su padre ejercía de guía o pastor. En 1885, la familia se instaló en Cleveland tras un periplo de idas y venidas. Allí, Henrietta, en plena etapa escolar, realizó sus estudios.

La austeridad de Henrietta Swan Leavitt, desde sus orígenes, no torció su línea de conducta y supuso el soporte de su vida, que transcurrió con una salud delicada. Fue la mayor de siete hermanos, dos de los cuales fallecieron en la infancia, hecho corriente en su tiempo, independientemente de la clase social a la que se perteneciera. Su padre se dedicaba al comercio y pertenecía a una de las numerosas congregaciones religiosas que existían; uno de sus tíos era ingeniero de prestigio, segundo presidente de la asociación americana de ingenieros, que debía principalmente su fama al desarrollo de una eficaz bomba extractive.

En ese tiempo, si bien muy despacio, el ambiente académico se iba modificando: se comenzaba a reconocer paulatinamente el talento femenino y lentamente se iba aceptando la capacidad intelectual similar de todos los seres humanos (¡trabajo de siglos costaba!). Así, algunos profesores de la Universidad de Harvard, en los años 70 del siglo XIX, comenzaron a impartir clases informales a las mujeres, como también ocurría cada vez con mayor frecuencia en Europa. No fue hasta 1879 que se institucionalizó dicha enseñanza, lo que dio como resultado que para tener acceso a la misma, las damas debían superar unas pruebas que incluían lenguas clásicas (latín y griego) y algún otro idioma, historia de las matemáticas, física y astronomía.

No todo fue un grato devenir para Henrietta Leavitt, y tras remontar algunas circunstancias personales adversas, optó por intentar continuar con sus estudios científicos, enfocándose en la astronomía.

El laboratorio astronómico de Pickering

La idea estructural de Pickering para dirigir este laboratorio era conseguir elaborar catálogos estelares y mapear el cielo, porque le preocupaba que los datos disponibles de la luminosidad estelar y su color (útil para determinar la composición) no eran muy fiables. Eligió para el proyecto las Nubes de Magallanes, galaxias vecinas a la Vía Láctea, pertenecientes también al grupo local de galaxias.

Para llevar a cabo esta tarea contrató a un grupo de mujeres minuciosas y bien formadas científicamente en el estudio estelar, que recibían una remuneración menor que sus colegas varones. Algunas de estas estudiosas tuvieron importancia relevante en los éxitos de su laboratorio, aunque dichos hallazgos (en última instancia) los firmaba y presentaba a la comunidad científica Pickering, nombrando a las correspondientes autoras.

En el mundo exterior, el grupo de investigación femenino fue designado con diversas denominaciones, algunas menos respetuosas que otras, pues no todo el mundo evitó las chanzas con estas científicas. Pero su fortaleza de carácter y su determinación venció y sus logros se reconocen y respetan en ciencia sin ninguna sombra de duda. El nombre más respetuoso del grupo con el que han trascendido es el de «calculistas».

Henrietta Leavitt, una vez finalizó sus estudios astronómicos en el observatorio de Harvard y tras graduarse, se interesó por este proyecto y presentó su candidatura para trabajar en el observatorio. Conocía al director del laboratorio, Pickering, quien había sido profesor de física en el MIT —institución que dirigió a partir de 1876—, experto en espectros estelares mediante el uso de técnicas fotográficas.

Leavitt y la medición de las distancias en el Universo

En veinte años de trabajo, encontró más de dos mil cuatrocientas estrellas variables, que suponen la mitad del número conocido en las primeras décadas del siglo XX

La observación de la luminosidad de las estrellas sirvió a Henrietta Leavitt para detectar la relación entre la pulsación de una estrella y su distancia al punto de observación; es decir, a nuestro planeta. A través de esa relación, obtenida en el mayor número posible de estrellas, se podría ir determinando (o hacerse una idea bastante buena) el tamaño del universo.

Henrietta se convirtió en una de las estudiosas de las estrellas con el resto de las astrónomas con quienes el intuitivo y perspicaz astrónomo Pickering había construido el eficaz equipo de trabajo. Además de Leavitt, otras científicas del grupo contribuyeron valiosamente al proyecto de estudio de las estrellas cefeidas (pulsantes cuyo radio y temperatura están relacionados con el cambio de brillo regular). Por cierto, este tipo estelar se conocía desde 1784, en la constelación de Cefeo, de ahí su nombre.

Leavitt, desde su incorporación, se dedicó con abnegación a la ocupación que le indicó Pickering. En veinte años de trabajo, encontró más de dos mil cuatrocientas estrellas variables, que suponen la mitad del número conocido en las primeras décadas del siglo XX. La predilección por las cefeidas tiene la ventaja de que su brillo varía entre el máximo y el mínimo con regularidad. Además, el estudio de esta regularidad le llevó a relacionar la luminosidad y el periodo.

La organización de su trabajo, su buena estructuración y su gusto por la precisión la condujeron a sistematizarlo de modo pulcro, lo que posibilitó que estableciera la relación ya señalada entre el periodo pulsar y la luminosidad de las estrellas (para ello necesitaba estudiar varias placas de cada estrella en diferentes momentos) y, así, calcular su distancia a nuestro planeta.

La publicación de este hallazgo casi pasó desapercibida inicialmente. En realidad, ni siquiera apareció como investigadora principal, ya que quien lo firmó fue Pickering, mencionándola, como solía hacer. El trabajo se realizó con los datos obtenidos de la observación de veinticinco estrellas variables perteneciente a la Pequeña Nube de Magallanes, donde comprobó que el periodo y la luminosidad estaban relacionadas. Confirmó los resultados obtenidos en el estudio con la observación de noventa y nueve estrellas del mismo tipo. Las variables cefeidas son extremadamente regulares en la variación de su brillo en función del tiempo, en periodos que oscilan desde horas hasta meses, y si se usa como unidad de medida el brillo solar, el brillo de las cefeidas oscila entre cinco y veinte veces el mismo. Una forma sencilla de añadir valor a las observaciones es comparar el brillo que se detecta y el periodo de la estrella que da directamente la distancia de la estrella (la estrella polar, que observamos en el hemisferio norte, tiene estructura de cefeida).

El laboratorio, generalidades sobre la observación de las estrellas 

A pesar de la hábil minuciosidad de Henrietta para observar, su capacidad de analizar y relacionar los datos y sus interesantes conclusiones y hallazgos, nunca dirigió proyecto alguno ni tuvo autonomía para independizarse en sus investigaciones y estudios. Eso no la impidió realizar con perseverancia y discreción su trabajo y llegar a desarrollar un método para hacer las mediciones estelares

El laboratorio aportó gran cantidad de datos estelares para que otros científicos realizaran los estudios teóricos. Entre 1879 y 1907 se contabilizaron casi diez mil estrellas, esto supuso una enorme contribución al proyecto y un trabajo de gran envergadura, que además aportó la reflexión y la elaboración del posterior catálogo.

El propósito de Pickering y su equipo era sistematizar la recogida de datos, con la idea de tabular los más relevantes: la magnitud, la posición, el color y algún otro observable importante en el mayor número posible de estrellas, rastreando fotográficamente el cielo.

Nunca conviene olvidar la precariedad de los medios utilizados, según nuestra actual mirada: por ejemplo, no había computadoras ni telescopios avanzados. La observación y el estudio se hacía sobre fotografías tomadas con el telescopio, que proporcionaba los colores invertidos (estrellas negras sobre fondo blanco).

A pesar de la hábil minuciosidad de Henrietta para observar, su capacidad de analizar y relacionar los datos y sus interesantes conclusiones y hallazgos, nunca dirigió proyecto alguno ni tuvo autonomía para independizarse en sus investigaciones y estudios. Eso no la impidió realizar con perseverancia y discreción su trabajo y llegar a desarrollar un método para hacer las mediciones estelares.

El gran refractor de Harvard, en la actualidad es un instrumento de museo. Este precursor, en 1847, era el mejor telescopio existente a disposición del laboratorio de Pickering. Los grandes telescopios actuales son distintos, y hay bastantes diferentes tipos instalados tanto en el planeta como orbitales y espaciales, que aportan diversa información.

Estilo de trabajo, personalidad de Henrietta Leavitt y las ventajas del trabajo colaborativo

...al conseguir hallar un método fiable para determinar la distancia de las estrellas a nuestro punto de observación, proporcionó un procedimiento para medir el tamaño del universo

De los diversos tipos de talentos que se pueden encontrar en ciencia (o en otras actividades), el de Henrietta era el de la perseverancia minuciosa, el del gusto por la pulcritud, por la comprobación y corroboración de los hechos y sus consecuencias a la hora de sacar conclusiones o de seguir un camino de trabajo. Un talento alejado del bullicio y ligado a la laboriosidad eficaz y constante más que a ideas asombrosas e inspiraciones sorprendentes. De este modo, al conseguir hallar un método fiable para determinar la distancia de las estrellas a nuestro punto de observación, proporcionó un procedimiento para medir el tamaño del universo.

Este hallazgo forma parte de un trabajo colaborativo en el que participaron otras colegas científicas como Anne Jump Cannon, quien preparó un método para ordenar y clasificar estrellas. La ley de Leavitt es un definitivo paso previo para el trabajo posterior de Hubble, quien —como suele ocurrir— alcanzó mayor celebridad que Anne Jump Cannon y Henrietta Leavitt.

Este método de trabajo sirvió para evitar los errores producidos para determinar las distancias estelares usando el método trigonométrico de la paralaje, que, aunque en la vida cotidiana lo usamos corrientemente y sirve para determinar lo que está delante y diferenciarlo de lo que está detrás, podemos hacerlo al tener un par de ojos. Si fuésemos cíclopes nos resultaría imposible y todo nos parecería a simple vista estar en el mismo plano. La simetría bilateral es lo que tiene…