В новом выпуске программы Cosmic Queries астрофизик Нил Деграсс Тайсон и эксперт НАСА Кимберли Арканд обсуждают инновационный проект по превращению визуальных данных космоса в звуковые ландшафты. Эта инициатива, родившаяся из необходимости обеспечить доступ к науке для слабовидящих людей, открыла новые горизонты в понимании устройства Вселенной и интерпретации данных, полученных великими обсерваториями.
🎶 Проект сонификации НАСА: от 3D-печати к звуку 1:43
Кимберли Арканд, специалист по визуализации данных в рентгеновской обсерватории «Чандра» (Chandra X-ray Observatory), описывает сонификацию как способ «рассказывания историй через данные с помощью слуха, а не только зрения» . Проект зародился во время пандемии COVID-19. До этого команда НАСА активно использовала 3D-печать для создания тактильных моделей космических объектов, однако в условиях социальной дистанции делиться физическими объектами стало невозможно.
Ключевые особенности разработки проекта:
- Партнёрство: Проект реализуется совместно с организацией System Sounds (Мэтт Руссо и Эндрю Сантагуида) .
- Механизм перевода: Цифровые данные (пиксели изображения) проходят математическое сопоставление с частотами звука. Каждому уровню яркости или типу излучения назначается определённый инструмент или синтезированный тон .
- Геометрия сканирования: Способ воспроизведения звука зависит от формы объекта. Пейзажные снимки сканируются слева направо, вытянутые — сверху вниз, а сферические объекты (например, остатки сверхновых) — радиально, от центра к краям .
🌠 Оркестр Млечного Пути: как звучат чёрные дыры 12:10
Одним из самых ярких примеров работы команды Арканд стала сонификация центра нашей Галактики — области Стрелец А (Sagittarius A). Этот регион, занимающий около 400 световых лет в поперечнике, является «центром города» Млечного Пути, переполненным газом, пылью и взрывающимися звёздами .
Для создания звуковой картины использовались данные трёх телескопов:
- Инфракрасный (Spitzer): Передан мягким звуком пианино (низкие энергии).
- Оптический (Hubble): Передан щипковыми звуками скрипки (средние энергии).
- Рентгеновский (Chandra): Представлен звонким звуком глокеншпиля (высокие энергии) .
По мнению Кимберли Арканд, использование стереозвука позволяет слушателю почувствовать «эффект погружения» и пространственное распределение объектов . В дополнение к этому команда сонифицировала галактику M87, где звук передаёт динамику гигантской релятивистской струи (джета), вырывающейся из сверхмассивной чёрной дыры .
🔊 Физика звука в вакууме: можно ли услышать космос? 7:35
Нил Деграсс Тайсон напоминает знаменитый слоган фильма «Чужой»: «В космосе никто не услышит твой крик», указывая на отсутствие среды для распространения волн. Однако Кимберли Арканд утверждает, что утверждение о полной тишине в космосе — это заблуждение .
Аргументы в пользу существования звука в космосе:
- Скопления галактик: Они заполнены огромным количеством горячего газа. Сверхмассивная чёрная дыра, выбрасывающая джеты, воздействует на этот газ. По словам Арканд, «джет — это барабанная палочка, а газ — сам барабан» .
- Глубочайшие ноты: Чёрная дыра в скоплении Персея «поёт» на ноте Си-бемоль, которая находится на 57 октав ниже первой октавы (middle C) .
- Ресонификация: Чтобы человеческое ухо могло это услышать, учёные повышают частоту данных на эти самые 57–58 октав .
🖐️ Инклюзивность как двигатель науки 30:04
Для Кимберли Арканд проект имеет глубоко личное значение. Она упоминает своих коллег — незрячих астрономов Ванду Диас и Кристин Малик. Ванда Диас доказала в своей докторской диссертации, что люди могут стать «лучшими слушателями» данных, обнаруживая в аудиосигналах закономерности, которые могут ускользнуть от зрения .
Кристин Малик, незрячая от рождения, описывает сонификацию как «основное блюдо» (источник питательной информации), в то время как для зрячих людей звук часто является лишь «десертом» — приятным дополнением к картинке . Арканд считает, что такие проекты критически важны для движения за инклюзивность, позволяя любому человеку чувствовать себя частью научного сообщества .
Кимберли также представила свою книгу «Звёзды в твоих руках» (Stars in Your Hand), которая является руководством по 3D-печати объектов космоса, от созвездий до остатков сверхновых .
📡 Технологии будущего: гравитационные волны и нейтрино 41:46
Участники обсудили новые способы «чувствовать» Вселенную. Нил Деграсс Тайсон выделяет обсерваторию LIGO, которая фиксирует гравитационные волны от столкновения чёрных дыр. В подкасте была продемонстрирована аудиозапись такого события — характерный «чирп» (нарастающий свист), возникающий при сближении массивных объектов .
Другие перспективные направления «чувственного» изучения космоса:
- Нейтринные телескопы: В отличие от обычных детекторов, полноценные нейтринные телескопы станут новым фронтиром в изучении невидимых процессов .
- Новое поколение «Чандры»: Арканд выразила надежду на запуск более мощного рентгеновского телескопа, так как текущей миссии «Чандра» в 2024 году исполняется 25 лет .
- Радиоволны и магнитные поля: Пульсары лучше всего видны в рентгеновском и радиодиапазонах одновременно, так как высокая температура дает рентген, а магнитные поля — радиоизлучение .
👽 Сверхчувства и инопланетный разум 45:13
Отвечая на вопрос слушателя о том, как могли бы воспринимать мир инопланетные существа (например, «четырёхмерные космические киты»), Нил Деграсс Тайсон отметил, что человеческая наука уже давно вышла за пределы пяти биологических чувств.
По мнению Тайсона, наука разработала как минимум 12 «чувств», включая:
Он иронично замечает, что люди, заявляющие о наличии «шестого чувства», его не впечатляют, так как в его лаборатории доступны измерения в десятке диапазонов, недоступных человеческой биологии .
В завершение беседы Кимберли Арканд поделилась планами по работе с композиторами, которые переводят данные НАСА в ноты для исполнения живыми оркестрами. Что касается звука Большого взрыва, собеседники сошлись во мнении, что это должен быть «бомбический финал симфонии», где задействованы абсолютно все инструменты и максимум перкуссии .
