Come usiamo l'astrofisica per studiare i problemi terrestri

Per studiare un sistema complesso come l'intero universo, gli astrofisici devono essere esperti nel trarre soluzioni semplici da grandi sistemi di dati. Cos'altro potrebbero fare grazie a questa competenza? In un talk interdisciplinare, Federica Bianco, TED Fellow e astrofisica, spiega come utilizza l'analisi dei dati astrofisici per risolvere problemi urbanistici e sociali, insieme ai misteri delle stelle.

Sono un'astrofisica.

Studio le esplosioni stellari
nell'universo.

Ma ho un difetto:

sono inquieta e mi annoio facilmente.

E sebbene come astrofisica
io abbia l'incredibile opportunità

di studiare l'intero universo,

l'idea di fare sempre e solo quello,

mi pone dei limiti
e mi fa sentire in gabbia.

E se invece i miei problemi con
la noia e il mantenere l'attenzione

non fossero un difetto, dopotutto?

E se potessi trasformarli in una risorsa?

Un astrofisico non può toccare
o interagire con le cose che studia.

Non può far esplodere
una stella in laboratorio

per capire perché e come è esplosa.

Solo foto e video del cielo.

La nostra conoscenza dell'universo,

dal Big Bang, che ha dato origine
allo spazio e al tempo,

dalla formazione ed evoluzione
delle stelle e delle galassie,

alla struttura del nostro sistema solare,

l'abbiamo ottenuta
studiando le immagini del cielo.

E per studiare un sistema complesso
come l'intero universo,

gli astrofisici sono diventati esperti
nell'estrarre modelli e soluzioni semplici

da sistemi di dati grandi e complessi.

Quindi cos'altro potrei fare
con questa competenza?

E se puntassimo
la fotocamera verso di noi?

È proprio ciò che facciamo
all'Urban Observatory.

Greg Dobler, anche lui astrofisico

e mio marito,

ha creato il primo osservatorio urbano
all'Università di New York nel 2013,

e io mi sono unita al team nel 2015.

Ecco alcune delle cose che facciamo.

Catturiamo immagini della città di notte

e le studiamo
come se fossero immagini di stelle.

Studiando come la luce cambia nel tempo

e il colore delle luci
da sorgenti astronomiche,

comprendiamo la natura
delle stelle che esplodono.

Studiando le luci urbane allo stesso modo,

possiamo misurare e prevedere
l'energia consumata e necessaria alla città

e aiutare a costruire
una rete elettrica robusta

in grado di sostenere le necessità
degli ambienti urbani in crescita.

In immagini diurne,
catturiamo sbuffi di gas inquinanti.

A New York il 75% dei gas dell'effetto
serra proviene da edifici come questo,

che bruciano olio combustibile
per il riscaldamento.

Si può misurare l'inquinamento
con rilevatori della qualità dell'aria.

Ma immaginate di mettere un sensore
su ogni edificio di New York,

e di dover leggere dati
provenienti da un milione di monitor.

Immaginate il costo.

Con un team di studenti della NYU,
abbiamo costruito un modello matematico,

una rete neurale che può rilevare
e monitorare queste emissioni

sulla skyline di New York.

Possiamo classificarli--

innocui sbuffi di vapore,
bianchi ed evanescenti;

sbuffi inquinanti,
scuri e persistenti--

e fornire ai responsabili politici
una mappa dell'inquinamento della zona.

Questo progetto interdisciplinare
ha creato soluzioni trasformative.

Ma i metodi di analisi dei dati
che usiamo in astrofisica

possono essere applicati
ad ogni tipo di dati,

non solo alle immagini.

Ci è stato chiesto di aiutare
un procuratore distrettuale in California

a comprendere i ritardi processuali
nella sua giurisdizione.

Ci sono persone in libertà vigilata
o in carcere,

che aspettano il processo
a volte per anni.

Volevano sapere quale tipo di casi
si protraevano,

ma avevano un'enorme quantità di dati
da analizzare per capirlo,

e non avevano né la competenza

né gli strumenti nel loro ufficio
per farlo.

Ed è qui che siamo arrivati noi.

Con la mia collega, la professoressa
di scienze politiche Angela Hawken,

la nostra squadra ha prima creato
una rappresentazione visiva dei dati

cosicché i procuratore distrettuali
potessero capire meglio

lo sviluppo dell'iter giudiziario.

Ma abbiamo anche analizzato
i loro dati,

cercando di scoprire
se la lunghezza dei procedimenti

risentiva di disuguaglianze sociali
nella loro giurisdizione.

Lo abbiamo fatto usando metodi

che utilizzavo per classificare
migliaia di esplosioni stellari,

applicati a migliaia di cause legali.

Abbiamo così costruito un modello
che può essere applicato

ad altre giurisdizioni che vogliano
indagare sui propri pregiudizi.

Queste collaborazioni
tra esperti del settore e astrofisici

hanno creato soluzioni trasformative

per aiutare a migliorare
la qualità della vita delle persone.

Ma è una strada a doppio senso.

Io porto la mia base di astrofisica
all'urbanistica,

e ciò che apprendo dall'urbanistica
lo porto in astrofisica.

Echi di luce:

riflessi di esplosioni stellari
sulla polvere interstellare.

Nelle nostre immagini, i riflessi appaiono
bianchi, evanescenti, in movimento,

proprio come gli sbuffi.

Sto adattando gli stessi modelli che
rilevano gli sbuffi nelle immagini urbane

per rilevare gli echi di luce
nelle immagini del cielo.

Esplorando ciò che mi interessa
e mi entusiasma,

anche al di fuori del mio campo,

ho trasformato la mia inquietudine
in una risorsa.

Tutti abbiamo un punto di vista unico
che può generare una nuova visione

e portare a soluzioni nuove,
inaspettate e trasformative.

Grazie.

(Applausi)