Harlow Shapley

Nato da un maestro che si era trasformato in agricoltore, frequentò le elementari e poi lasciò la scuola studiando a casa. Recuperò poi privatamente i sei anni di scuola superiore in soli due anni, diplomandosi tra i primi della classe.

Nel frattempo scriveva articoli di cronaca nera e seguiva inchieste di polizia per giornali locali e la sua intenzione era di iscriversi al corso di giornalismo all’università del Missouri, ma il corso era stato rinviato quell’anno e quindi decise di iscriversi al primo dei corsi presenti nell’elenco. Scartando Archeologia, più tardi spiegò che non riusciva a pronunciare la parola, si iscrisse ad Astronomia, dove studiò con Frederick Seares e si appassionò alla materia.

Dopo la laurea nel 1911 proseguì gli studi di dottorato a Princeton con Henry Norris Russell studiando le stelle binarie ad eclisse che furono il soggetto della sua tesi del 1913 divenuta un classico sull’argomento. Studiò le orbite di 90 binarie con più di 10 000 misure e Otto Struve giudicò questo lavoro come il maggiore contributo alla conoscenza delle caratteristiche delle binarie.

Nel 1913 soggiornò qualche mese in Europa, dove incontrò i maggiori astronomi europei e fu raggiunto dalla notizia della morte del padre, colpito da un fulmine nella sua fattoria.

Nel 1914 sposò Martha Betz (1890-1981), conosciuta quando era studente, che era studentessa di filologia tedesca, ma divenne la sua assistente, pubblicando in seguito numerosi articoli sulle stelle ad eclisse ed altro; ebbero quattro figli, Willis (1917-2005) scienziato e dirigente della NASA, Alan (1919-2006) geofisico, Lloyd (1923) matematico ed economista, Carl, fondatore della New World Foundation, che per anni ha vissuto a Firenze, e una figlia, Mildred Shapley Matthews nota astronoma planetaria dell’Università di Tucson, Arizona.

Nello stesso anno fu assunto da George Ellery Hale all’Osservatorio di Mount Wilson, e prima di recarsi all’Ovest visitò l’Osservatorio di Harvard dove fu ricevuto dal Direttore Edward G. Pickering, da Anne Jump Cannon e Solon Irving Bailey.

Fu convinto da quest’ultimo ad occuparsi delle stelle variabili in ammassi globulari e, lavorando sulle Cefeidi (scoperte da Henrietta Swan Leavitt), smentì l’opinione comune che fossero delle binarie, avanzando l’ipotesi che potessero essere masse di gas in vibrazione. L’ipotesi alquanto dubbia per Russell fu poi confermata teoricamente da Eddington.

Ricalcolò le relazioni periodo-luminosità delle variabili cefeidi (individuate da Henrietta S. Leavitt e Ejnar Hertzsprung) per determinare le distanze degli ammassi glubulari che situò ai bordi della nostra Galassia, sostenendo così che la Galassia avesse dimensioni molto maggiori di quanto allora ritenuto e che il centro galattico non corrispondesse al sistema solare, ma fosse spostato di qualche migliaio di anni luce verso la costellazione del Sagittario. Pubblicò i suoi risultati nel lavoro "Remarks on the Arrangement of the Sidereal Universe" (Commenti sulla struttura dell’universo siderale) del 1918.

Shapley col passare degli anni finì per dare un’esagerata importanza al significato di questa pur grandissima scoperta, considerata quasi come una ‘rivoluzione copernicana’. Al termine della sua vita scriveva: Rimango sempre dell’opinione che il mio più grande contributo sia stato di carattere religioso. Voglio dire che se un fatto simile mi capitasse ora, vi scorgerei implicazioni filosofiche e religiose, e una rivoluzione per l’uomo che farebbe apparire piccola quella copernicana. Così mi sembra oggi, ma allora non ci pensavo.

È vero però che nel 1916 quasi tutti gli astronomi credevano che il Sole si trovasse vicino al centro della Galassia, mentre quattro anni dopo quasi tutti erano dalla parte di Shapley. Si discuteva però ancora sulla stima delle distanze e sul problema dell’universo-isola (One Island Universe), e fu per questo motivo che George Ellery Hale suggerì alla National Academy of Sciences di invitare Shapley e l’astronomo dell’Osservatorio Lick, Heber Doust Curtis, per un chiarimento del problema.

Nonostante che alla gente probabilmente non importasse nulla degli "universi-isola", si preferì questo soggetto a quello molto più attuale ma difficile della relatività, o della causa dei periodi glaciali o di qualche altro argomento zoologico o biologico. Si scelse per titolo: The Scale of the Universe (Le Dimensioni dell’Universo).

Comunque, ciò che in seguito venne chiamato il "Grande dibattito" in base agli articoli riveduti e ampliati, pubblicati nel 1921, fu piuttosto un simposio. Fu tenuto il 26 aprile 1920 alle 20.15. Prima della discussione, parlarono entrambi gli oratori per una quarantina di minuti ciascuno, secondo accordi che prevedevano un’esposizione degli argomenti più semplice possibile. Incominciò Shapley che fece un riassunto dei suoi lavori sugli ammassi globulari, sottolineando le loro enormi distanze, le quali implicavano una Galassia di dimensioni molto più grandi di quanto ritenuto da Kapteyn e i suoi sostenitori fra i quali Curtis. Shapley non credeva che la materia interstellare fosse abbondante, non avendo riscontrato nessuna differenza nell’assorbimento della luce alle diverse lunghezze d’onda, e pensava che le "nebulose" fossero sistemi appartenenti alla Via Lattea, anche per le ricerche del suo amico Adriaan Van Maanen sulla loro velocità di rotazione, implicanti una loro relativa piccolezza e vicinanza.

La relazione di Curtis fu più tecnica, criticò a torto il metodo di Shapley sulla relazione periodo-luminosità delle Cefeidi, ma aveva ragione quando parlò delle nebulose spirali ed ellittiche come altrettanti universi-isola indipendenti dalla Via Lattea.

Il problema degli universi-isola venne risolto nel 1923-24 quando Edwin Hubble, con il telescopio Hooker di Mount Wilson da 100 pollici, allora il più grande del mondo, individuò nelle tre nebulose di Andromeda (M31) e del Triangolo diverse Cefeidi distanti circa 300 000 parsec, e che perciò si rivelavano sistemi esterni e simili alla Via Lattea, la quale secondo Shapley, aveva un diametro di circa 300 000 anni-luce.

Shapley quindi aveva torto, ma si congratulò della scoperta e quasi immediatamente si mise a studiare le nebulose che egli ribattezzò "galassie", mentre Hubble le chiamava "nebulose extragalattiche": due espressioni che da allora rivelarono anche una crescente rivalità sia fra Shapley e Hubble, che fra gli astronomi americani dell’Est e quelli dell’Ovest. Una rivalità acuita dalla decisione della Fondazione Rockefeller di costruire un telescopio da 5 m per l’Osservatorio di Mount Wilson, mentre Shapley auspicava lo sviluppo della sua stazione di Bloemfontein, nel Sud Africa.

Il ‘Grande dibattito’, al di là dei risultati, è considerato importante per illustrare il modo di ragionare e sostenere i propri argomenti di due eminenti scienziati su sponde opposte in un problema scientifico allora di frontiera. (Si veda F. Shu, The Physical Universe, An Introduction to Astronomy, University Science Books, Mill Valley 1982)

Subito dopo questo episodio Shapley ottenne la cattedra di astronomia alla Harvard University e successe al defunto Edward Charles Pickering come Direttore dell’Osservatorio di Harvard (HCO), posto che mantenne fino al 1952.

Continuò il suo lavoro sulle galassie pubblicandone un catalogo insieme ad Adelaide Ames, e sulle variabili, con studi sulle Nubi di Magellano, ma il suo più importante contributo di questi anni fu la scoperta nel ’37 e ’38 delle due galassie nane della Fornace e Sculptor, appartenenti al cosiddetto Gruppo Locale di cui fa parte anche la nostra Galassia.

Ad Harvard fondò e sviluppò una eccellente scuola di dottorato, tra i suoi allievi vi fu Cecilia Payne-Gaposhkin che sarà la prima donna a ricevere un dottorato in astronomia ad Harvard. Trasferì anche la stazione osservativa da Cambridge, Massachusetts, ad Harvard. Fondò anche una stazione osservativa a Bloemfontein in Sud Africa.

Al suo ritiro nel 1952 fu nominato Direttore emerito e Professore emerito di astronomia.

Scrisse una decina di libri e manuali di astronomia tra i quali Source Book in Astronomy (McGraw-Hill, New York, 1929) con Helen E. Howarth, il primo di una serie che l’editore dedicò alla storia della scienza.

Notevole è stata la sua attività divulgativa, con la fondazione già nel 1921 della rivista Science News, che indusse altri giornali ad istituire una rubrica divulgativa scientifica, e nel 1927 con la rivista Daedalus pubblicata dall’AAAS (American Association for the Advancement of Science).

È ricordato anche per la sua vivacità di conferenziere. A volte si presentava all’auditorio, e esordiva, al posto del solito ‘signori e signore’, con ‘amici primati’. Forse per ribadire la sua fede evoluzionista, e la pochezza dell’uomo nell’Universo, che lui stesso aveva contribuito a dimostrare.

Dopo la guerra partecipò attivamente a vari comitati e commissioni internazionali, amico personale di almeno due Presidenti, Franklin D. Roosevelt e Harry S. Truman.

Nel 1946 fu tra i fondatori dell’UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization), insistendo per inserire la lettera S di Scientifica. Inoltre, negli anni ’30 trasformò l’Osservatorio di Harvard in un rifugio per astronomi perseguitati dal nazismo e fascismo, tra cui Richard Prager di Berlino.

Convinto pacifista, fu poi coinvolto nell’inchiesta McCarthy: accusato di essere vicino ai comunisti, dovette difendersi al Congresso contro il deputato Rankin e il senatore McCarthy; la cosa che gli procurò più amarezza e rabbia fu l’essere considerato antiamericano.

Coltivava anche altre discipline, tra le quali curiosamente lo studio del comportamento delle formiche (mirmecologia) e pubblicò anche vari importanti articoli.

Nel 1950 organizzò una campagna negli ambienti accademici, insieme a Cecilia Payne-Gaposhkin, contro il bestseller pseudoscientifico Worlds in Collision dello psichiatra russo-americano Velikowsky, dando origine a quello che fu chiamato ‘affare Velikowsky’.

Negli ultimi anni si dedicò alla teologia, pur essendo sostanzialmente agnostico, tenendo conferenze all’Institute on Religion in an Age of Science dal 1954 e curando il libro Science Ponders Religion (1960). Ottenne per questo anche una laurea onoraria in teologia dall’Università di Chicago.

Ottenne numerosi riconoscimenti, come la Medaglia Henry Draper della Accademia Nazionale delle Scienze nel 1926, il premio Rumford della American Academy of Arts and Sciences nel 1933, la Gold Medal della Royal Astronomical Society nel 1934, la Medaglia Bruce nel 1939, la medaglia Franklin nel 1945, il premio Henry Russell della American Astronomical Society nel 1950.

Fu presidente della American Astronomical Society dal 1943 al ’46 e dell’AAAS nel 1947.

A lui sono dedicati un cratere lunare, l’asteroide 1123-Shapleya e una nebulosa anulare, Shapley 1.