Comment les scientifiques écoutent-ils dans l’espace ?

Pour les astronomes qui peuvent être vus, l’univers regorge de merveilles visibles. Des planètes chatoyantes aux galaxies chatoyantes, l’univers est incroyablement beau. Mais les aveugles et les malvoyants ne peuvent pas partager cette expérience. Les astronomes ont donc développé des moyens alternatifs de transmettre des informations scientifiques, comme l’utilisation de l’impression 3D pour représenter les étoiles qui explosent et le son pour décrire les collisions d’étoiles à neutrons.

Vendredi, le magazine astronomie naturelle Il publiera sa dernière série d’articles sur l’utilisation de la sonication en astronomie^1–3. La sonification décrit la conversion de données (y compris les données de recherche) en fichiers audio numériques, leur permettant d’être entendus, lus et vus. Des chercheurs sont apparus dans astronomie naturelle Il s’avère que les représentations audio peuvent aider les scientifiques à mieux reconnaître les modèles ou les signaux dans de grands ensembles de données astronomiques¹.

Le travail démontre que les efforts visant à promouvoir l’inclusivité et l’accessibilité peuvent avoir des avantages plus larges. Cela n’est pas seulement vrai en astronomie. Le processus de sonication a également entraîné des découvertes dans d’autres domaines qui n’auraient pas été faites autrement. Les bailleurs de fonds et les éditeurs de la recherche doivent codifier et soutenir des efforts multidisciplinaires qui sont à la fois plus innovants et complets.

Conception audio et sonore pour la recherche en astronomie, l’éducation et l’engagement du public

Pendant des décennies, les astronomes ont fait des découvertes fondamentales en écoutant et en regardant les données. Au début des années 1930, Karl Jansky, un physicien des Bell Telephone Laboratories dans le New Jersey, a tracé des charges statiques dans les communications radio jusqu’au centre de la Voie lactée, une découverte qui a conduit à la découverte du trou noir supermassif de la galaxie et à la naissance de la radio. astronomie. . Récemment, l’aveugle Wanda Diaz-Merced, astronome à l’Observatoire européen de la gravité à Cassina, en Italie, a utilisé la sonication dans plusieurs projets pionniers, notamment l’étude des modèles de plasma dans la haute atmosphère terrestre.⁴.

Le nombre de projets de sonication entrepris il y a environ une décennie a attiré des chercheurs de divers horizons. Prenez, par exemple, Kimberly Arcand, experte en visualisation de données et panéliste scientifique au Centre d’astrophysique de Harvard et à l’Université Smithsonian de Cambridge, Massachusetts. Arcand a commencé à écrire et à parler d’astronomie, en particulier des découvertes de l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA. Puis je suis passé à un travail axé sur le sens du toucher. Cela impliquait de créer des modèles imprimés en 3D des « restes » de supernovae qui transmettent les détails de la physique de ces explosions d’étoiles. Lorsque, début 2020, une pandémie l’a empêchée d’accéder à une imprimante 3D, elle s’est tournée vers la sonication.

En août, la NASA a tweeté à propos du bruit du trou noir au centre de l’amas de galaxies de Persée. Le fichier joint a depuis été lu plus de 17 millions de fois. Ce même mois, Arcand et d’autres ont converti certaines des premières images du télescope spatial James Webb en son. Ils ont travaillé avec les conseils des aveugles et des malvoyants pour cartographier l’intensité et les couleurs de la lumière dans des images qui transformeraient les gros titres en son.

Ces cartes sont basées sur la précision technique. Par exemple, la sonication d’une image de gaz et de poussière dans une nébuleuse éloignée utilise des sons à haute fréquence pour représenter une lumière vive près du haut de l’image, mais des sons à haute fréquence à basse fréquence pour représenter une lumière vive près du centre de l’image. Le son du trou noir traduit les données des ondes sonores voyageant dans l’espace – générées par l’effet du trou noir sur le gaz chaud qui l’entoure – dans la plage d’audition humaine.

Des scientifiques d’autres domaines ont également expérimenté la sonication des données. Les biophysiciens l’ont utilisé pour aider les étudiants à comprendre le processus de repliement des protéines⁵. Les aspects des protéines correspondent à des paramètres sonores tels que le volume et la hauteur, qui sont ensuite combinés en une représentation audio du processus complexe de pliage. Les neuroscientifiques ont découvert s’il peut aider à diagnostiquer la maladie d’Alzheimer grâce à des scintigraphies cérébrales⁶. Le son a même été utilisé pour décrire les changements environnementaux causés par le changement climatique dans la forêt de l’Alaska, où les chercheurs ont attribué plusieurs instruments de musique à différentes espèces d’arbres.^sept.

Comment un astronome entend-il l’univers ?

À long terme, ces approches doivent être rigoureusement évaluées pour déterminer ce qu’elles peuvent faire et ce que d’autres technologies ne peuvent pas faire. Malgré toute la précision technique affichée dans les projets individuels, le astronomie naturelle La série note qu’il n’y a pas de normes universellement acceptées pour classer les données scientifiques et peu de travaux publiés évaluant son efficacité.

Plus de financement aiderait. Les nombreux scientifiques travaillant sur les représentations alternatives des données rassemblent des soutiens de différentes sources, souvent en collaboration avec des musiciens ou des ingénieurs du son, et la nature multidisciplinaire de ces travaux rend difficile la recherche de financements pérennes.

Le 17 novembre, le Bureau des affaires spatiales des Nations Unies mettra en lumière l’utilisation de la sonication dans les sciences spatiales lors d’une table ronde mettant en vedette Diaz Merced et Arcand. Cela vise à faire connaître les sonnets comme outil de recherche et comme moyen de réduire les obstacles à la participation à l’astronomie. Il est temps de soutenir ces efforts de tout cœur de toutes les manières possibles.