Como usar a astrofísica para estudar problemas terrestres

Para estudar um sistema tão complexo como o universo, os astrofísicos precisam de ser especialistas a extrair soluções simples de longos conjuntos de dados. Que mais podem fazer com este conhecimento? Numa palestra transversal, Federica Bianco, astrofísica e TED Fellow explica como usa a análise de dados astrofísicos para resolver problemas sociais e urbanos — assim como mistérios estelares.

Eu sou astrofísica.

Investigo explosões estelares
pelo universo.

Mas tenho um defeito:

sou inquieta e aborreço-me facilmente.

E, apesar de, como astrofísica,
ter a oportunidade incrível

de estudar todo o universo,

o pensamento de fazer
apenas isso, sempre isso,

faz-me sentir presa e limitada.

E se os meus problemas
em manter a atenção e aborrecer-me

deixassem de ser um defeito?

E se pudesse transformá-los
numa vantagem?

Um astrofísico não pode tocar
ou interagir com as coisas que estuda.

Não há forma de fazer explodir
uma estrela num laboratório

para compreender porquê e como explodiu.

Apenas fotos e filmes do espaço.

Tudo o que sabemos acerca do universo,

desde o Big Bang que originou
o tempo e o espaço,

à formação e evolução
das estrelas e galáxias,

até à estrutura do nosso próprio
sistema solar,

todos os estudos são feitos
através de imagens do espaço.

E para estudar um sistema
tão complexo como o universo,

os astrofísicos são especialistas
em extrair modelos e soluções simples

de conjuntos de dados longos e complexos.

Então que mais posso fazer
com este conhecimento?

E se virássemos a câmara
para nós mesmos?

No Observatório Urbano,
é exactamente isso que fazemos.

Greg Dobler, também um astrofísico

e meu marido,

criou o primeiro observatório urbano
em Nova Iorque, em 2013,

a que me juntei em 2015.

Aqui estão algumas
das coisas que fazemos:

Nós tiramos fotos da cidade à noite

e estudamos as luzes da cidade,
como estrelas.

Ao estudar como mudam as luzes
durante um período de tempo

e a cor das luzes astronómicas,

obtenho uma ideia do processo
da explosão das estrelas.

Ao estudar as luzes da cidade
da mesma forma,

podemos medir e prever

quanta energia a cidade precisa e consome

e ajudar a elaborar uma rede resiliente

que satisfaça as necessidades
do crescente ambiente urbano.

Nas imagens diurnas,
captamos névoas de poluição.

75% dos gases com efeito de estufa
na cidade de Nova Iorque

são provenientes de edifícios como este,
que queimam petróleo para aquecimento.

Podemos medir a poluição
com sensores de qualidade do ar.

Mas imaginem colocar um sensor
em cada edifício da cidade de Nova Iorque,

ler dados de um milhão de monitores.

Imaginem os custos.

Com uma equipa de estudantes da NYU,
construímos um modelo matemático,

uma rede central que pode detectar
e rastrear essas névoas,

sobre o céu de Nova Iorque.

Podemos classificá-las:

Inofensivas névoas de vapor,
brancas e passageiras;

chaminés de fumo poluente,
negro e persistente,

e fornecer aos governantes
um mapa da poluição dos bairros.

Este projecto multidisciplinar
criou soluções transformativas.

Mas os métodos de análise de dados
que usamos na astrofísica

podem ser aplicados
a todos os tipos de dados,

não apenas a imagens.

Pediram-nos para ajudar
um procurador do distrito da Califórnia

a compreender os atrasos
nos processos da sua jurisdição.

Há pessoas em liberdade condicional
ou na cadeia,

a aguardar julgamento
às vezes durante anos.

Eles queriam saber
que tipo de processos se arrastavam

e tinham uma enorme base de dados
para explorar e perceber,

mas não tinham o conhecimento

nem os instrumentos
nos seus escritórios para o fazer.

Foi aí que nós entrámos.

Trabalhei com a minha colega
Angela Hawken,

professora de política institucional

e a nossa equipa criou.
pela primeira vez, um painel visual

para os procuradores analisarem
e compreenderem o processo de acusação.

Mas também analisámos os dados,

à procura de descobrir
se a duração do processo

seria provocada por discriminação social
na sua jurisdição.

Analisámos usando métodos

que eu usaria para classificar
milhares de explosões estelares,

aplicado a milhares
de processos de tribunal.

Ao fazê-lo, construímos um modelo

que pode ser utilizado
por outras jurisdições

que estejam dispostas
a explorar os seus preconceitos.

Esta colaboração entre especialistas
de domínio e astrofísicos

criou soluções transformativas

para ajudar a melhorar
a qualidade de vida.

Mas é uma estrada de dois sentidos.

Levo o meu conhecimento de astrofísica
para a ciência urbana.

e levo o que aprendo na ciência urbana
para a astrofísica.

Ecos de luz:

os reflexos das explosões estelares
convertidos em poeiras interestelares.

Nas nossas imagens,
estes reflexos aparecem

brancos e evanescentes
com características passageiras

tal como as névoas.

Estou a adaptar os mesmos modelos

que detectam poluição
nas imagens da cidade

para detectar reflexos de luz
em imagens do céu.

Ao explorar as coisas
que me interessam e entusiasmam,

para além do meu domínio,

transformei a minha inquietação
numa mais valia.

Nós, vocês, todos temos
uma perspectiva única

que pode gerar e resultar

em novas e inesperadas
soluções transformadoras.

Obrigada.

(Aplausos)