Cum utilizăm astrofizica pentru a studia problemele Terrei

Ca să studieze un sistem atât de complex ca întregul univers, astrofizicienii trebuie să fie experți în găsirea unei soluții simple din seturi de date uriașe. Ce altceva ar putea face ei cu această expertiză? Într-o discuție pe mai multe planuri, membra TED și astrofiziciana Federica Bianco explică felul în care analizează datele astrofizice pentru a rezolva probleme urbane și sociale - precum și misterele astrelor.

Sunt astrofizician de profesie.

Cercetez exploziile solare din Univers.

Dar am un „defect”.

Sunt un om agitat și mă plictisesc ușor.

Și, deși ca astrofizician
am incredibila oportunitate

de a studia tot universul,

gândul de a face numai asta,
întotdeauna asta,

mă face să mă simt prizonieră și limitată.

Dar dacă atenția deficitară și plictiseala

nu sunt totuși un defect?

Dacă le-aș putea schimba într-un avantaj?

Astrofizicienii nu pot atinge
și nu pot interacționa

cu obiectul de studiu.

Nu poți face să explodeze o stea
în laborator

ca să determini de ce a explodat.

Doar fotografii și filmări ale cerului.

Tot ce știm despre Univers,

de la Big Bang-ul
care a creat spațiul și timpul,

la formarea și evoluția
astrelor și galaxiilor,

până la structura sistemului nostru solar,

am înțeles observând imaginile cerului.

în studiul unui sistem
atât de complex ca întregul univers,

astrofizicienii sunt experți
în a extrage modele și soluții simple

din seturi de date complexe.

Ce altceva aș putea face
cu o astfel de expertiză?

Dar dacă am întoarce obiectivul către noi?

La Observatorul Urban, exact asta facem.

Greg Doubler, tot astrofizician

și soțul meu,

a creat primul observator urban
la Universitatea din New York în 2013,

iar în 2015 m-am alăturat și eu.

Iată câteva dintre lucrurile
pe care le facem.

Fotografiem orașul în timpul nopții

și studiem luminile orașului ca pe stele.

Observând cum lumina se schimbă în timp

și culorile luminilor astronomice,

înțeleg natura stelelor care explodează.

Observând luminile orașului în același fel

putem măsura și prezice de câtă energie
are nevoie orașul și cât consumă,

putând construi o rețea protectoare

care va asigura nevoile
unui mediu urban în dezvoltare.

În imaginile din timpul zilei,
surprindem nori de poluare.

75% din gazele de seră din New York

provin de la o clădire ca aceasta,
ce folosește combustibil pentru încălzire.

Se poate măsura poluarea
cu senzori atmosferici.

Însă imaginați-vă câte un senzor
instalat pe fiecare clădire din New York,

prelucrând datele
de la un milion de monitoare.

Imaginați-vă costurile.

Cu o echipă de studenți
am creat un model matematic,

o rețea neurală ce poate detecta
și supraveghea acești nori

deasupra orizontului din New York.

Îi putem clasifica -

aburi inofensivi, albi și efemeri;

fumuri poluante, obscure și persistente -

și determinăm semne pe harta poluării

în vecinătate.

Acest proiect interdisciplinar
a creat soluții transformaționale.

Însă rezultatele analizelor astrofizicii

se pot aplica tuturor datelor,

nu doar imaginilor.

Am fost rugați să ajutăm
un procuror din California

să explice întârzierile procedurale
din jurisdicția lor.

Sunt oameni în arest preventiv
sau în închisoare,

care își așteaptă procesul de ani de zile.

Doreau să știe
ce fel de cazuri sunt întârziate,

având la dispoziție un uriaș set de date
de explorat și înțeles,

însă nu aveau pregătirea

sau instrumentele necesare să o facă.

Aici am intervenit noi.

Am lucrat cu colega mea,
profesor de politică publică Angela Hawken

și echipa noastră
a creat mai întâi un panou vizual

pentru ca procurorii
să înțeleagă mai bine procesul acuzării.

În același timp
am analizat și noi datele lor,

încercând să vedem dacă durata proceselor

suferea de inegalități
în jurisdicția respectivă.

Am realizat asta cu metode

pe care le folosim să clasificăm
miile de explozii stelare,

aplicându-le proceselor din tribunal.

Făcând asta,

am construit un model
ce poate fi aplicat și altor domenii

unde se dorește
explicarea contradicțiilor.

Această colaborare
între experți și astrofizicieni

a creat soluții transformaționale

care să ajute calitatea vieții umane.

Însă rezultă și un alt avantaj.

Folosesc experiența
de astrofizician în știința urbană

și aplic ce am învățat în știința urbană
înapoi în astrofizică.

Răspunsul luminii:

reflexia exploziilor stelare
în praful interstelar.

În imaginile noastre, aceste reflexii
par albe, translucide, în mișcare,

exact ca niște aburi.

Adaptez apoi aceleași modele
cu care am detectat aburii

la imaginile orașului

încercând să descopăr ecouri luminoase
în imaginile cerului.

Explorând lucruri
care mă interesează și mă provoacă,

ieșind din sfera domeniului meu,

mi-am transformat neliniștea
într-o calitate.

Noi, voi, toți avem aceeași perspectivă
unică de a genera noi introspecții

care duc la soluții noi,
neașteptate și transformaționale.

Vă mulțumesc!

(Aplauze)