Скопление Персея содержит тысячи галактик в облаке перегретого газа. Твит НАСА о звуке черной дыры в ее центре был воспроизведен миллионы раз.Предоставлено: NASA/CXC/SAO/E. Бюльбюль и другие.
Для зрячих астрономов Вселенная полна визуальных чудес. От мерцающих планет до сверкающих галактик космос невероятно красив. Но те, кто слепы или слабовидящие, не могут разделить этот опыт. Поэтому астрономы разрабатывают альтернативные способы передачи научной информации, такие как использование 3D-печати для представления взрывающихся звезд и звука для описания столкновения нейтронных звезд.
В пятницу журнал Астрономия природы опубликует последнюю из серии статей об использовании сонификации в астрономии1–3. Сонификация описывает преобразование данных (включая данные исследований) в цифровые аудиофайлы, что позволяет их слышать, а также читать и видеть. Исследователи, представленные в Астрономия природы показать, что звуковые представления могут помочь ученым лучше идентифицировать закономерности или сигналы в больших наборах астрономических данных.1.
Работа демонстрирует, что усилия по повышению инклюзивности и доступности могут иметь более широкие преимущества. Это верно не только в астрономии; сонификация также привела к открытиям в других областях, которые в противном случае могли бы не быть сделаны. Спонсоры исследований и издатели должны принять к сведению и поддержать междисциплинарные усилия, которые одновременно являются более инновационными и инклюзивными.
Озвучивание и звуковой дизайн для астрономических исследований, образования и взаимодействия с общественностью
В течение десятилетий астрономы делали фундаментальные открытия, слушая данные, а также просматривая их. В начале 1930-х Карл Янски, физик из Bell Telephone Laboratories в Нью-Джерси, проследил помехи в радиосвязи до центра Млечного Пути — открытие, которое привело к открытию сверхмассивной черной дыры в Галактике и рождению радиоастрономии. . Совсем недавно Ванда Диас-Мерсед, слепой астроном из Европейской гравитационной обсерватории в Кашине, Италия, использовала ультразвук во многих новаторских проектах, включая изучение плазменных структур в верхних слоях атмосферы Земли.4.
Число проектов по ультразвуковой обработке возросло около десяти лет назад, привлекая исследователей из самых разных областей. Возьмите Кимберли Арканд, эксперта по визуализации данных и научного коммуникатора в Центре астрофизики Гарвардского и Смитсоновского института в Кембридже, штат Массачусетс. Аркан начал с того, что писал и говорил об астрономии, особенно об открытиях, сделанных орбитальной рентгеновской обсерваторией НАСА Чандра. Затем она перешла к работе, сосредоточенной на осязании; это включало создание 3D-печатных моделей «остатков» взорвавшихся звезд, которые передавали детали физики этих звездных взрывов. Когда в начале 2020 года из-за пандемии она не могла добраться до 3D-принтера, она переключилась на ультразвуковую обработку.
В августе НАСА написало в Твиттере о звуке черной дыры в центре скопления галактик Персей; с тех пор прикрепленный файл был воспроизведен более 17 миллионов раз. В том же месяце Аркан и другие преобразовали в звук некоторые из первых изображений, полученных с космического телескопа Джеймса Уэбба. Они работали под руководством слепых и слабовидящих людей, чтобы преобразовать интенсивность и цвета света в захватывающих заголовках изображениях в звук.
Ванда Диас-Мерсед использовала ультразвук во многих проектах.Кредит: NG Images/Alamy
Эти карты основаны на технической точности. Например, при озвучивании изображения газа и пыли в далекой туманности используются громкие высокочастотные звуки для представления яркого света в верхней части изображения, а низкочастотные громкие звуки для представления яркого света вблизи центра изображения. Сонификация черной дыры переводит данные о звуковых волнах, распространяющихся в пространстве, созданных воздействием черной дыры на окружающий ее горячий газ, в диапазон человеческого слуха.
Ученые в других областях также экспериментировали с озвучиванием данных. Биофизики использовали его, чтобы помочь студентам понять свертывание белков.5. Аспекты белков сопоставляются со звуковыми параметрами, такими как громкость и высота тона, которые затем объединяются в звуковое представление сложного процесса складывания. Нейробиологи исследовали, может ли это помочь в диагностике болезни Альцгеймера с помощью сканирования мозга.6. Звук даже использовался для описания экологических сдвигов, вызванных изменением климата в лесах Аляски, когда исследователи приписывали различные музыкальные инструменты разным видам деревьев.7.
Как один астроном слышит Вселенную
В долгосрочной перспективе такие подходы должны быть тщательно оценены, чтобы определить, что они могут предложить, чего не могут другие методы. При всей технической точности, отображаемой в отдельных проектах, Астрономия природы серия отмечает, что не существует общепринятых стандартов для ультразвуковой обработки научных данных и мало опубликованных работ, в которых оценивается их эффективность.
Помогло бы дополнительное финансирование. Многие ученые, работающие над альтернативным представлением данных, собирают поддержку из различных источников, часто в сотрудничестве с музыкантами или звукорежиссерами, а междисциплинарный характер такой работы затрудняет поиск устойчивого финансирования.
17 ноября Управление Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства расскажет об использовании ультразвуковой обработки в космических науках в ходе панельной дискуссии, в которой примут участие Диас-Мерсед и Аркан. Это направлено на повышение осведомленности о сонификации как об инструменте исследования, так и о способе снижения барьеров для участия в астрономии. Пришло время всемерно поддержать эти усилия всеми возможными способами.
