Joan Feynman, la física de las auroras

“Las mujeres no pueden hacer ciencia porque sus cerebros no están preparados para ello” le dijo Lucille Feynman a su hija de ocho años Joan, cuando esta última le expresó su deseo de ser científica.

Joan recuerda que no podía contener las lágrimas. Permaneció horas llorando en aquella silla. Fue devastador descubrir que sus sueños eran imposibles, que no podría dedicarse a la ciencia como deseaba, como iba a hacerlo su hermano Richard. No entendía que su madre, que siempre la había alentado a tener curiosidad respecto al mundo que la rodeaba pudiese destruir sus ambiciones con tal sentencia, pudiese hacer que, tal y como la propia Joan ha reconocido en diversas ocasiones, dudase de sus capacidades desde entonces.

Por el contrario, sus padres tenían la firme convicción de que Richard, once años mayor que ella, estaba destinado a ser científico. Siempre estimularon su capacidad de cuestionarlo todo. Este interés del pequeño por explorar la naturaleza, reforzaba sus expectativas. Este, por su parte, ajeno a los prejuicios de género de sus progenitores, tan pronto su hermanita pudo hablar, le enseñó matemáticas. La niña con dos añitos disfrutaba de lo lindo tirando del pelo a Riddy y viéndole hacer muecas. Eran el premio por resolver los sencillos problemas numéricos que le planteaba. Con cinco años, la reclutó como asistente en su laboratorio de electrónica casero por cuatro centavos a la semana. Una de sus “tareas” consistía en colocar el dedito entre dos electrodos para divertir a los amigos de Richard al hacer saltar la chispa. Por fortuna, las descargas no la disuadieron de la voluntad de seguir los pasos de su hermano.

En casa de los Feynman se fomentaba la pasión por el conocimiento. Su padre estaba enormemente interesado en la ciencia y, a pesar de carecer de formación académica, leía todo lo que caía en sus manos. En las excursiones familiares jugaban a un juego llamado “informando de cosas interesantes”. Consistía en que cada uno de los participantes, al contemplar algo desconocido, lo observase con atención y hablase de ello a los demás. Más tarde, Richard se referiría a esta práctica como “el placer de descubrir las cosas”, y fue un sentimiento que caló hondo en ambos hermanos siendo determinante para su futura vocación. Crecer en un ambiente científico tan estimulante hizo que la negativa de su madre le resultase a Joan tan hiriente como incomprensible.

Por suerte, no alteró el rumbo de su trayectoria vital que quedó marcado la noche en la que descubrió que un fenómeno bellísimo pintaba el cielo. Richard la despertó para llevarla a un campo de golf apartado de la contaminación lumínica de la ciudad. Allí, bajo un gran cielo oscuro, quedó cautivada por la danza de las luces del norte. Deseó descubrir sus secretos. Durante los años siguientes, los estudios de su hermano en el Massachusetts Institute of Technology MIT y su disposición a responder todas las preguntas de ciencia que le hiciese, aumentaron su interés. “Durante mucho tiempo tuvimos un cuaderno que iba y venía. Me mandaba problemas de matemáticas y yo le enviaba la respuesta”.

En su decimocuarto cumpleaños, Richard le regaló el libro de texto universitario de Robert Horace Baker ‘Astronomía’ y, entre sus páginas, tuvo una gran revelación. Al pie de una figura de la página 407, pudo leer “intensidades relativas de la línea de absorción del Mg+ en 4.481 angstroms… de atmósferas estelares, por Cecilia Payne-Gaposchkin” y Cecilia era un nombre de mujer y el guion entre los apellidos indicaba que se había casado. Frente a sus ojos tenía la prueba de que una mujer casada era capaz de hacer ciencia y eso restauró parte de la confianza perdida. Hacía tiempo que conocía la existencia y la importancia de Madame Curie pero la consideraba un mito y no una persona real que pudiese emular como era el caso de la astrofísica Cecilia Payne-Gaposchkin.

Estaba ansiosa por empezar su carrera universitaria y el lugar elegido para hacerlo fue el Oberlin College, una universidad liberal progresista que había sido la primera de Estados Unidos en admitir a mujeres. Sin embargo, al iniciar el curso de física constató que sólo había dos mujeres más que ella y las tres sufrieron un trato abusivo e injusto durante su estancia en el centro. Las inseguridades del pasado, remanentes, volvieron a aflorar impidiéndole aspirar a lo más alto. Por suerte, su afán por el aprendizaje logró que, pese a las circunstancias adversas, nunca abandonase sus estudios.

Durante su primer año en Oberlin conoció a Dick Hirsberg, que acababa de regresar de luchar en la II Guerra Mundial con la Quinta Fuerza Aérea del ejército de los EEUU y estaba dispuesto a retomar su curso de física donde lo había dejado para ir a la guerra. El Observatorio Astronómico fue el marco de sus encuentros, el lugar donde la inicial amistad se transformó en noviazgo. Ambos se licenciaron en física y contrajeron matrimonio en 1948. Para ganar dinero, Dick se fue a trabajar al laboratorio de Investigación Naval y Joan se reunió con él seis meses más tarde. Al año, se mudaron a Syracuse donde ella se apuntó a más cursos de física y matemáticas mientras que él se pasó a la antropología cultural, materia que también la atraía a Joan que asistió a muchas clases del curso de Dick.

En el momento de elegir tema para la tesis doctoral, Joan fue consciente de su preferencia por la física teórica frente a la experimental. Dudaba entre la relatividad y la física de estado sólido y las consultas que hizo a los profesores de Syracuse no fueron de ninguna ayuda. Sin ir más lejos, uno de ellos le aconsejó hacer la investigación de doctorado sobre las telarañas porque “las encontraría mientras hacía la limpieza”. Finalmente optó por la física de estado sólido centrando su investigación en la absorción de la radiación infrarroja en los cristales con estructura cristalina tipo diamante.

Cuando Dick se encontró en la misma tesitura, decidió ir a Guatemala a realizar su trabajo de campo en antropología y Joan hizo una pausa en su doctorado para acompañarlo. Asentada con su marido en una vieja casa de madera del pequeño pueblo de San Andrés Semetabaj, estudió las vidas de las mujeres trabajando junto a ellas. Le resultó muy duro ver como el pueblo Kaqchikel luchaba a diario con la enfermedad y la muerte. Aun sin esperanzas de poder ayudarles, se dirigió a las personas del Capitolio que podían mostrar verdadero interés y logró que se extendiese el programa de vacunación a las comunidades cercanas a San Andrés. De regreso a Estados Unidos, a finales de 1952, ambos continuaron sus investigaciones de doctorado y cinco años más tarde, meses antes del lanzamiento del Sputnik 1, nació su hijo Matthew.

Atraída por la “era espacial” y buscando artículos relacionados con la misma, encontró la especialidad a la que quería dedicarse a partir de entonces, la geofísica. Pero tratar de emprender un nuevo rumbo resultaba complicado. A pesar de concluir su tesis en 1958 y ser una flamante doctora, su futuro científico era incierto. Parecía que lo correcto era ser una buena ama de casa. Incluso el Decano de la Universidad declaró que la “maternidad sensata” era “el más útil y satisfactorio de los trabajos que una mujer puede hacer”.

Finalmente la contrataron en una pequeña empresa de fabricación de dispositivos de estado sólido cuyos dueños eran un matrimonio muy agradable. El problema era que estaba demasiado lejos de su casa y al volverse a quedar embarazada en 1960, se vio obligada a renunciar. La familia se mudó al pequeño pueblo de Spring Valley, donde trabajaba Dick, y Joan aplazó su sueño de investigar en geofísica para dedicarse a las tareas domésticas. Fue una pesadilla que pronto repercutió en su estado mental. Después de tres años, buscó ayuda profesional y el diagnóstico fue claro desde el principio. El remedio para su depresión era reincorporarse a la vida laboral. Ella también era consciente de que lo necesitaba pero después de tres años, alejada de la ciencia, temía que nadie la contratase. No obstante, se armó de valor y fue a probar suerte al Observatorio Lamont, el laboratorio geológico de la Universidad de Columbia que se encontraba a unos 30 kilómetros de su casa. Les dijo que tenía un doctorado en física y buscaba trabajo y, para su sorpresa, se lo dieron. De hecho, le ofrecieron tres proyectos interesantes de los cuales eligió el estudio del geomagnetismo. Su investigación se centraría en estudiar la forma en la que el viento solar confina el campo magnético terrestre en una región conocida como magnetosfera terrestre. El desconocimiento que se tenía del tema, por aquel entonces, resultaba fascinante.

Los descubrimientos llegaron pronto. En primer lugar, dilucidó la forma de la magnetosfera a partir de las mediciones tomadas por una nave espacial lanzada para vigilar el cumplimiento del tratado de prohibición de ensayos nucleares. Probó que contaba con una larga y ancha cola en el lado opuesto al sol. Más tarde, demostró que la relación entre la dirección del campo magnético interplanetario, propio del viento solar, y la del campo magnético terrestre, es fundamental en el proceso de interacción del viento solar con la Tierra. Ambos trabajos llevaron a la comprensión del mecanismo responsable de las auroras.

Joan se sentía tan emocionada que deseaba comunicárselo a su hermano, el primero que la maravilló con el espectáculo de las auroras. Pero al momento se dio cuenta de que si le hablaba a Richard de un problema tan interesante, seguro que encontraría la respuesta antes que ella y se llevaría toda la diversión. Así que decidió hacer un trato con él. Le dijo que, no dispuesta a competir, se dividirían la física entre ellos. Ella se quedaría con las auroras y él con el resto del universo.

En 1963, Dick recibió una oferta de empleo en California y, ante tal perspectiva, Joan consultó al director de Lamont si podría continuar trabajando para ellos desde su nuevo destino. Este aceptó, y se mudaron al sur de San Francisco. Allí buscó a la comunidad científica y empezó a asistir a conferencias. No tardaron en ofrecerle un puesto en el Ames Research Center junto al prestigioso físico espacial John Spreiter. La unión fue muy fructífera y llevó a un importante hallazgo sobre las tormentas de viento solar, conocidas como eyecciones de masa coronales que generan partículas de alta energía en el espacio. La identificación de estos eventos conllevaba una gran dificultad hasta que Joan demostró que podrían ser reconocidos por el aumento de la cantidad de helio en el viento solar. John Spreiter y Joan se trasladaron a la Universidad de Stanford, donde la NASA, siguió financiando sus investigaciones hasta que la recesión que sufría la economía de EEUU se tradujo en un recorte severo al presupuesto. Finalmente, en 1972, se canceló el financiamiento y Joan perdió el empleo.

Los meses siguientes fueron muy duros. Combinó el trabajo de ama de casa y madre con la búsqueda de un lugar de trabajo relacionado con la ciencia. La antigua depresión volvió a asomar las orejas y, desesperada, pidió al rabino si podía asistir a las reuniones destinadas a desempleados que organizaba en la sinagoga. Como respuesta, la tachó de egoísta por buscar trabajo habiendo tantos hombres que carecían de él y lo merecían mucho más. Joan, consternada, sólo alcanzó a decir “pero es mi vida”. Al volver a casa, metió la comida en la nevera y sacó la aspiradora. Tras empujarla hacia adelante y atrás un par de veces, la desconectó y rompió a llorar. En frente estaba su hijo Charles hecho un mar de lágrimas viéndola en ese estado. Se acercó a él para abrazarlo y permanecieron así mucho tiempo. Debía sincerarse con él: “Sé que me quieres aquí, pero puedo ser una madre a tiempo parcial o una loca a tiempo completo”.

Tenía que regresar a la ciencia como fuese. Se enteró de que un grupo del Observatorio de Gran Altitud en Colorado disponía de datos interesantes y se ofreció a colaborar con ellos de forma gratuita por vía telefónica. Pero tras la publicación de sus resultados, la contrataron. Dick, por su parte, renunció a su ocupación en California y la familia se mudó a Boulder, Colorado, donde Joan continuó investigando el impacto del clima solar en la Tierra. Allí, con su marido sin trabajo, recayó sobre ella toda la responsabilidad de sacar adelante la familia y la relación de pareja sufrió un continuo deterioro hasta que en 1974 se separaron y Joan recuperó su apellido de soltera. Dos años más tarde, los problemas se agravaron cuando una crisis financiera provocó la cancelación del puesto de Joan en el Observatorio. Sin ingresos económicos y con tres hijos, tuvo que viajar por todo el país hasta encontrar un empleo administrativo en la National Science Foundation, en Washington D.C. Se llevó a Susan con ella, dejando a Charles con Dick en Boulder y a Matthew lejos, estudiando en la Universidad.

Aguantó allí tres años hasta que no pudo más y lo dejó. Afortunadamente consiguió un puesto, bajo un contrato de investigación con la Universidad de Boston, en el Laboratorio de Geofísica de las fuerzas aéreas y prosiguió con el estudio de las relaciones Sol-Tierra por las que empezaba a interesarse otro Feynman. Richard viajó a un importante centro de estudios de la aurora en Alaska donde le presentaron un gran número de fenómenos geofísicos, todavía inexplicables, y le preguntaron si estaba interesado en buscar respuestas. Lo estaba, por supuesto, pero tenía que consultárselo a su hermana, quien no le dio permiso. Él tenía todo lo demás, las auroras le fascinaban y eran suyas. Así que Richard Feynman renunció a las auroras.

En 1985, Joan aceptó un cargo en el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA en Pasadena y cinco años más tarde, en una Conferencia en Sochi, volvió a coincidir con el científico solar Alexander Ruzmaikin. Se habían conocido el año anterior en una conferencia en Estados Unidos y pasaron una hora “muy agradable” charlando sobre investigación. En Sochi, la buena sintonía que se había establecido entre ambos, se transformó en el inicio de una relación. Alexander no tardó en viajar a Estados Unidos y se casaron el 16 de agosto de 1992. Les separaban diecisiete años pero les unía la pasión por la física solar y la forma de entender el mundo.

Las investigaciones de Joan en el JPL se basaron principalmente en el estudio de las eyecciones de masa solar. Demostró que se presentan en grupos, lo que permitió a los ingenieros calcular la forma en la que las partículas energéticas afectan a las naves espaciales durante el transcurso de su vida útil y diseñar satélites más seguros. En 1999 fue nombrada investigadora científica de élite del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) y, al año siguiente recibió la Exceptional Achievement Medal de la NASA.

A mediados del año 2000, Joan aplicó sus conocimientos a la antropología, siendo coautora con Alexander de una importante comunicación sobre la historia de la humanidad. En esta se postula que la estabilidad del clima, que tuvo lugar hace 10.000 años, fue clave para la aparición de la agricultura a nivel mundial. Según el antropólogo Bruce Smith, en la actualidad se acepta esta teoría para explicar por qué el desarrollo vital en la historia humana no ocurrió antes.

Por lo que se refiere a los ciclos solares, para los que se había determinado un periodo de once años, empezó a notar algunas anomalías. Sus indagaciones sobre este comportamiento extraño han contribuido a la confirmación de un ciclo solar, menos conocido, de noventa a cien años, que ya fue propuesto por primera vez por Wolfgang Gleißberg. Durante este ciclo, varía la amplitud de las manchas solares de los ciclos de once años. Estudiando, junto a Alexander, los registros históricos europeos y chinos de las observaciones de auroras en latitudes medias, para comprobar si había alguna posible presencia del ciclo largo, vieron que la intensidad y frecuencia de las manchas solares en los ciclos de once años variaba se acuerdo con el ciclo largo propuesto en el 80% de ocasiones en los últimos mil quinientos años. En caso de confirmarse el patrón deberá encontrarse una explicación al fenómeno.

En 2004 se retiró oficialmente del laboratorio pero sigue yendo a la oficina, casi todos los días, para continuar sus investigaciones. Sigue necesitando vivir en contacto directo con el mundo científico.

Como complemento a esta entrada os recomiendo la “Trilogía de las auroras” que tuvo el honor de ser premiado con el “It´s Science Bitches” de Emilio Martínez González-Capitel.

Bibliografía

• Charles Hirshberg, My Mother, the Scientist, Popular Science, 2003
• Christopher Riley, Joan Feynman: From auroras to anthropology, en More Passion for Science: Journeys into the Unknown, Finding Ada
• J. Feynman and A. Ruzmaikin, Climate stability and the development of agricultural societies, Climatic Change vol 84 (3) (2007) 295-311

Sobre el artículo original

El artículo Joan Feynman, la física de las auroras se publicó en el blog Los Mundos de Brana de Laura Morrón el 6 de noviembre de 2014.

Un especial agradecimiento a la autora del artículo por permitir su reproducción en Mujeres con ciencia.

Sobre la autora

Laura Morrón es licenciada en Física. Como apasionada de la divulgación científica, escribe en su blog personal Los Mundos de Brana y colabora en Naukas, Pa ciència, la nostra, Desgranando Ciencia y Desayuno con fotones.