Cómo usamos la astrofísica para estudiar problemas terrestres

Para estudiar un sistema tan complejo como todo el universo, los astrofísicos deben ser expertos en extraer soluciones simples de grandes conjuntos de datos. ¿Qué más podrían hacer con esta experiencia? En una charla interdisciplinaria, la becaria TED y astrofísica Federica Bianco explica cómo usa el análisis de datos astrofísicos para resolver problemas urbanos y sociales, así como misterios estelares.

Soy astrofísica.

Investigo explosiones estelares
en todo el universo.

Pero tengo un defecto:

soy inquieta y me aburro fácilmente.

Y aunque como astrofísica,
tengo la increíble oportunidad

de estudiar todo el universo,

la idea de hacer solo eso, siempre eso,

me hace sentir enjaulada y limitada.

Pero ¿y si mis problemas de
mantener la atención y de aburrirme

no fueron un defecto?

¿Qué pasaría si pudiera
convertirlos en un activo?

Un astrofísico no puede
tocar o interactuar

con las cosas que estudia.

No hay forma de hacer explotar
una estrella en un laboratorio

para descubrir por qué o cómo explotó.

Solo fotos y películas del cielo.

Todo lo que sabemos sobre el universo,

desde el big bang que originó
el espacio y el tiempo,

la formación y evolución
de estrellas y galaxias,

hasta la estructura
de nuestro propio sistema solar,

lo descubrimos estudiando
imágenes del cielo.

Y para estudiar un sistema
tan complejo como todo el universo,

los astrofísicos son expertos
en extraer modelos y soluciones simples

de conjuntos de datos grandes y complejos.

Y ¿qué más puedo
hacer con esta experiencia?

¿Qué pasa si giramos
la cámara hacia nosotros?

En el Observatorio Urbano eso es
exactamente lo que hacemos.

Greg Dobler, también astrofísico

y mi esposo,

creó el primer observatorio urbano
en la Universidad de Nueva York en 2013,

al que me uní en 2015.

Estas son algunas de las cosas
que hacemos.

Tomamos fotos de la ciudad por la noche.

y estudiamos las luces
de la ciudad como si fueran estrellas.

Al estudiar cómo cambia
la luz con el tiempo

y el color de las luces astronómicas,

obtengo información sobre la naturaleza
de las estrellas en explosión.

Al estudiar las luces
de la ciudad de la misma manera,

podemos medir y predecir cuánta energía
necesita y consume la ciudad

y ayudar a construir una red resiliente

que apoyará las necesidades o
el crecimiento de los entornos urbanos.

En las imágenes diurnas,
capturamos columnas de contaminación.

El 75 % de los gases de efecto
invernadero en la ciudad de Nueva York

provienen de un edificio como este,
de fuel para la calefacción.

Se puede medir la contaminación
con sensores de calidad del aire.

Pero imaginen poner un sensor en
cada edificio de la ciudad de Nueva York,

que lea los datos
de un millón de monitores.

Imaginen el costo.

Con un equipo de estudiantes de la NYU,
creamos un modelo matemático,

Una red neuronal que puede detectar
y rastrear estos penachos

sobre el horizonte
de la ciudad de Nueva York.

Podemos clasificarlos.

Plumas de vapor inofensivas,
blancas y evanescentes;

chimeneas contaminantes,
oscuras y persistentes...

Y proporcionamos
a los responsables políticos

un mapa de
la contaminación del vecindario.

Este proyecto multidisciplinario
creó soluciones transformadoras.

Pero las metodologías de análisis
de datos que utilizamos en astrofísica

se pueden aplicar a todo tipo de datos,

No solo imágenes.

Nos pidieron ayudar
a un fiscal de distrito de California

para comprender los retrasos
procesales en su jurisdicción.

Hay personas en libertad condicional
o sentadas en la cárcel,

esperando juicio a veces durante años.

Querían saber
qué tipo de casos se prolongaron,

y tenían un conjunto de datos masivo
para explorar y entenderlo,

pero no tenían la experiencia

o los instrumentos
en su oficina para hacerlo.

Y ahí es donde entramos nosotros.

Trabajé con mi colega, la profesora
de política pública Angela Hawken,

y nuestro equipo creó
primero un tablero visual

para que los fiscales vean y comprendan
mejor el proceso de enjuiciamiento.

Pero también, nosotros mismos
analizamos sus datos,

mirando a ver
si la duración del proceso

sufría desigualdades sociales
en su jurisdicción.

Lo hicimos usando métodos

que usaría para clasificar
miles de explosiones estelares,

aplicados a miles de casos judiciales.

Y al hacerlo,

creamos un modelo que puede
aplicarse a otras jurisdicciones

que estén dispuestas
a explorar sus prejuicios.

Estas colaboraciones
entre expertos y astrofísicos

crean soluciones transformadoras

para ayudar a mejorar
la calidad de vida de las personas.

Pero es un camino de doble sentido.

Llevo mi experiencia
en astrofísica a la ciencia urbana,

y llevo lo que aprendo
en ciencia urbana a la astrofísica.

Ecos de luz:

los reflejos de explosiones estelares
sobre el polvo interestelar.

En nuestras fotos estos reflejos aparecen

como rasgos blancos,
evanescentes y móviles,

al igual que las plumas.

Adapto los mismos modelos que detectan
plumas en las imágenes de la ciudad.

para detectar ecos de luz
en imágenes del cielo.

Al explorar las cosas que
me interesan y me entusiasman,

yendo más allá de mi campo,

convertí mi inquietud en un activo.

Todos tenemos una perspectiva única
que puede generar una nueva visión.

y conducir a soluciones nuevas,
inesperadas y transformadoras.

Gracias.

(Aplausos)