Como usamos a astrofísica para estudar problemas da Terra

Para estudar um sistema tão complexo quanto o Universo inteiro, os astrofísicos precisam ser especialistas em extrair soluções simples de grandes conjuntos de dados. O que mais eles poderiam fazer com esta habilidade? Em uma palestra interdisciplinar, a Bolsista TED e astrofísica Federica Bianco explica como ela usa a análise de dados da astrofísica para resolver problemas urbanos e sociais, bem como mistérios estelares.

Eu sou astrofísica.

Pesquiso explosões estelares no Universo,

mas tenho um defeito:

sou impaciente e me entedio facilmente.

Apesar de, como astrofísica,
ter a incrível oportunidade

de estudar todo o Universo,

a ideia de fazer somente isso, pra sempre,

faz com que eu me sinta presa e limitada.

E se os meus problemas
em manter a atenção e ficar entediada

não fossem um defeito?

E se eu pudesse transformá-los
em uma vantagem?

Uma astrofísica não pode tocar
ou interagir com as coisas que estuda.

Não tem como explodir uma estrela
para descobrir como e por que explodiu.

São apenas imagens e vídeos do céu.

Tudo o que sabemos sobre o Universo,

do Big Bang que originou
o espaço e o tempo,

até a formação e evolução
das estrelas e galáxias,

até a estrutura do nosso sistema solar,

descobrimos estudando imagens do céu.

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.

E o que mais posso fazer
com esta habilidade?

E se virássemos a câmera para nós mesmos?

É exatamente o que fazemos
no Urban Observatory.

Greg Dobler, também astrofísico

e meu marido,

criou o primeiro observatório urbano
da Universidade de Nova York em 2013,

e me juntei a ele em 2015.

Aqui estão algumas coisas que fazemos.

Tiramos fotos da cidade à noite

e estudamos as luzes dela
como se fossem estrelas.

Estudando variações da luz
de acordo com o tempo

e a cor das luzes astronômicas

tenho uma perspectiva sobre a natureza
das estrelas explosivas.

Ao estudar as luzes da cidade
do mesmo modo,

podemos medir e prever quanta energia
a cidade precisa e consome

e ajudar a construir uma rede resiliente

que apoiará as necessidades
de ambientes urbanos em crescimento.

Nestas imagens diurnas,
capturamos plumas de poluição.

Na cidade de Nova York,
75% dos gases de efeito estufa

vêm de um edifício como este,
que queima óleo para seu aquecimento.

Podemos medir a poluição
com sensores de qualidade do ar.

Mas imaginem colocar um sensor
em cada prédio na cidade de Nova York

e ler dados de um milhão de monitores.

Imaginem o custo.

Com uma equipe de estudantes da UNY,
construímos um modelo matemático,

uma rede neural que pode detectar
e rastrear as plumas no céu da cidade.

Podemos classificá-las:

plumas de vapor inofensivo,
branco e evanescente;

fumaça poluente, escura e persistente;

e fornecer mapas da poluição
para os fiscais ambientais.

Este projeto interdisciplinar
criou soluções transformadoras.

Mas a metodologia de análise
de dados usada em astrofísica

pode ser aplicada
a qualquer conjunto de dados,

não apenas em imagens.

Fomos convidados a ajudar
um promotor da Califórnia

a entender os atrasos
judiciários na jurisdição dele.

Há pessoas em liberdade condicional
ou presas em cadeias,

em alguns casos esperando
pelo julgamento há anos.

Eles queriam saber
que tipo de casos se arrastavam,

e tinham um grande conjunto de dados
para exploração e análise,

mas não tinham a habilidade

ou os instrumentos
em seu escritório para fazer isso.

E é aí que entramos.

Trabalhei com minha colega, professora
de políticas públicas Angela Hawken,

e nossa equipe criou um painel visual

para que os promotores entendessem melhor
o processo de acusação.

Mas nós mesmos também analisamos os dados,

procurando ver se a duração do processo

sofria por desigualdade social
na jurisdição deles.

Fizemos isso usando métodos

que eu usaria para classificar
milhares de explosões estelares,

aplicado a milhares
de processos judiciais.

E fazendo isso, criamos um modelo
que pode servir para qualquer jurisdição

que esteja disposta
a explorar suas tendências.

Estas colaborações entre
especialistas da área e astrofísicos

criaram soluções transformadoras

para melhorar a qualidade
de vida das pessoas.

Mas é uma via de mão dupla.

Uso minha formação em astrofísica
para a ciência urbana

e levo o que aprendo sobre ciência urbana
de volta para a astrofísica.

Ecos de luz:

reflexos de explosões estelares
em poeira interestelar.

Nas imagens, estes reflexos aparecem
como brancos, evanescentes, móveis,

assim como plumas.

Estou adaptando os mesmos modelos
que detectam plumas em imagens urbanas

para detectar ecos de luz
em imagens celestes.

Ao explorar as coisas
que me interessam e me empolgam,

indo além do meu domínio,

transformei minha impaciência
em uma qualidade.

Nós, vocês, todos possuímos
perspectivas únicas

que podem gerar novas descobertas

e levar a soluções transformadoras,
inovadoras e inesperadas.

Obrigada.

(Aplausos)