Il sole è vivificante, potente, distante e un po 'sconosciuto per la maggior parte di noi. Ma ora la bellezza eterea - e la potente furia - della più grande stella del nostro sistema solare possono essere vissute da vicino, in altissima definizione e colori strabilianti, grazie a un'installazione video che è in parte lezione di scienza e in parte arte performativa.
Il video wall di 7 piedi per 6 presso il National Air and Space Museum dello Smithsonian colma il divario di 93 milioni di miglia tra la Terra e il Sole. La risoluzione del display, a 4.096 per 4.096 pixel, è più del doppio rispetto alla tipica TV ad alta definizione. Il video, mostrato in loop, è una fusione di una sorprendente quantità di dati in tempo reale; i telespettatori dell'installazione "Dynamic Sun" possono assistere a loop coronali, macchie solari, brillamenti solari e altre attività solari entro 24 ore dal loro verificarsi.
L'impresa tecnologica nasce da un'idea di due astrofisici smithsoniani che decisero che non c'era motivo per cui la scienza non potesse essere anche abile.
"Penso che sia interessante anche se non capisci quello che stai vedendo", afferma Henry "Trae" Winter III - l'architetto capo del progetto - del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian. Quando qualcuno mostra sul display, "trascende la conoscenza e colpisce davvero l'esperienza umana", dice.
"Una grafica come questa è sempre utile per far uscire quel senso di meraviglia dalle persone", afferma Mark Weber, collega e architetto di Winter.
La risoluzione del display, a 4.096 per 4.096 pixel, è più del doppio rispetto alla tipica TV ad alta definizione. (Brendan McCabe) Ma vuole anche che vedano gli aspetti in continua evoluzione e dinamici del Sole. "Visivamente, le persone hanno una visione molto piatta del Sole", afferma Weber. L'obiettivo è di farli "rimpiazzare quell'immagine nella loro mente e capire che c'è tutto questo altro aspetto del sole che è bello e complicato".
Lui e Winter vogliono diffondere quel vangelo e raggiungere quante più persone possibile. Il video wall dell'Air and Space Museum sarà in mostra fino al 2019, ne stanno costruendo un altro che sarà consegnato nel 2018 per l'apertura del ricostruito Cleveland Museum of Natural History e stanno schierando finanziamenti per un muro al pubblico di Cambridge Biblioteca in Massachusetts.
"Visivamente, le persone hanno una visione molto piatta del Sole", afferma Mark Weber, uno dei creatori del Sole dinamico. L'obiettivo è quello di farli "rimpiazzare quell'immagine nella loro mente e capire che c'è tutto questo altro aspetto del sole che è bello e complicato" (Brendan McCabe) Prendere una carta dai giocatori video
L'inverno è sempre stato un armeggiare. Quando i bilanci si sono ridotti - come tendono a fare - Winter ha accontentato di ciò che poteva scroccare e grattare insieme.
L'avvento dell'Assemblea di imaging atmosferico (AIA) ha presentato una nuova serie di sfide. L'AIA — costruita congiuntamente dal Centro tecnologico avanzato di Lockheed Martin e dall'Osservatorio astrofisico Smithsonian — è un potente set di quattro telescopi paralleli in grado di scattare foto del sole ogni 10 secondi, su 10 canali diversi.
Il dispositivo è stato montato sul Solar Dynamics Observatory della NASA, un orbiter lanciato nel 2010.
L'Osservatorio è un'impresa stessa. È in un'orbita - chiamata geosincrona, a circa 22.000 miglia sopra la Terra - che consente l'osservazione continua del Sole e il download continuo simultaneo dei suoi dati. L'obiettivo è quello di fornire agli scienziati maggiori informazioni sull'influenza del Sole sulla Terra e le immagini dell'AIA stanno offrendo loro un'enorme finestra sul ciclo di vita del Sole e sulle sue idiosincrasie. È anche la foto più completa di sempre.
A differenza delle missioni passate, che davano solo una visione parziale del Sole, "Puoi vedere tutto il Sole tutto il tempo", dice Weber.
Il sole è un'enorme sfera di gas, ma può avere molte temperature diverse allo stesso tempo, che vanno dai 10.000 ai 27 milioni di gradi Fahrenheit. Le lunghezze d'onda corrispondono a quelle temperature, ma non sono associati colori. Quindi, gli scienziati aggiungono il colore come chiave per aiutare nella loro ricerca e comprensione. (Brendan McCabe) Gli astrofisici smithsoniani dovevano dare un senso a quell'enorme quadro; l'AIA sputa circa due terabyte di dati al giorno, afferma Weber. Deve anche essere integrato con le osservazioni di altri satelliti solari e, secondo lo statuto della NASA, condiviso con scienziati di tutto il mondo. Decisero di creare una console di comando da utilizzare all'Osservatorio di astrofisica di Smithsonian: il primo videowall.
Non c'erano soldi ufficiali per farlo, quindi Winter lo ha costruito lui stesso usando gli strumenti disponibili per il giocatore medio. "Potrei comprare queste schede video per centinaia di dollari e fare il lavoro di un computer da diecimila dollari", afferma Winter.
"Le carte sono diventate così potenti e poco costose che posso gestire un numero enorme di flussi che si sincronizzano perfettamente tra loro", afferma. Il prodotto finito era "una bellissima tela".
Ha anche attirato l'attenzione di un funzionario di Smithsonian in visita che ha notato che sarebbe bello averne uno installato in uno dei musei di punta dell'istituzione sul National Mall di Washington.
Questa volta, c'era una piccola somma di denaro - $ 200.000 da Smithsonian e sovvenzioni della NASA - ma Winter e Weber dovevano ancora mettere insieme il tempo e le risorse per rendere il video wall dell'Air and Space Museum una realtà.
Ma, afferma Weber, "Solo perché il colore è arbitrario, non significa che l'immagine sia arbitraria". Non vuole che gli spettatori pensino che siano solo grafica generata da computer; sono il vero affare con il colore aggiunto per interesse. (Brendan McCabe) Weber ha anche lavorato molto per capire come comprimere i dati in file di film e spostarli in tutto il mondo senza arrestare il server. Lui e Winter, insieme ad alcuni colleghi, hanno sviluppato un software che ha permesso di trasmettere i film e di automatizzare l'intero processo. Tuttavia, ci vogliono quasi 12 ore per scaricare un singolo film (che contiene più video loop) sui server Air and Space Museum ogni giorno. Viene sempre eseguito dall'oggi al domani per evitare incidenti durante il giorno.
Il film è l'endpoint di un processo in più passaggi che inizia con i dati raccolti dall'AIA. Il telescopio invia continuamente pacchetti di dati isolati a un laboratorio di White Sands, nel New Mexico. Quel laboratorio invia quindi pacchetti discreti a Stanford, dove vengono riassemblati in un formato immagine. Stanford archivia automaticamente le immagini e le fornisce ai ricercatori su richiesta. Dato che ci sono così tanti dati, ci sono più hub server in tutto il mondo e l'Osservatorio Smithsonian è un hub cruciale per la condivisione dei dati con i colleghi. Winter e Weber toccano anche direttamente il fiume di dati per assemblare i film quotidiani.
Winter e Weber condividono i dati con i loro partner in tutto il mondo e iniziano anche ad assemblare i film per il video wall del Museo dell'Aria e dello Spazio. Ciò comporta la "colorazione" delle immagini - l'aggiunta di rosso, giallo, viola o verde per rappresentare temperature diverse.
Il sole è un'enorme sfera di gas, ma può avere molte temperature diverse allo stesso tempo, che vanno dai 10.000 ai 27 milioni di gradi Fahrenheit. L'AIA cattura le lunghezze d'onda che corrispondono a quelle temperature, ma non vi sono colori associati. Quindi, gli scienziati aggiungono il colore come chiave per aiutare nella loro ricerca e comprensione.
I colori creano anche effetti visivi piuttosto intensi. Mentre il video si muove attraverso le temperature, crea un caleidoscopio di colori mutevoli.
Ma, afferma Weber, "Solo perché il colore è arbitrario, non significa che l'immagine sia arbitraria". Non vuole che gli spettatori pensino che siano solo grafica generata da computer; sono il vero affare con il colore aggiunto per interesse.
I due scienziati hanno anche aggiunto una rappresentazione della Terra in scala reale; il diametro del Sole è 109 volte quello della Terra, il che significa che qualcosa come un milione di Terre potrebbe adattarsi all'interno del Sole.
È sorprendente perché la Terra è solo un minuscolo granello nell'angolo inferiore del video. "Capisci un po 'meglio il nostro posto nell'universo", afferma Winter.
Il museo è normalmente caotico con molti bambini energici. Il massimo che qualcuno spende per ogni particolare oggetto è di 30 secondi, afferma il curatore David DeVorkin. Ma con il Sole dinamico, "il tempo di attesa è più lungo di quello che normalmente vediamo - a volte sale a pochi minuti." (Brendan McCabe) Uno sforzo artistico
E questa è la natura dell'arte: farci mettere in discussione la nostra esperienza, stupirci della nostra umanità e ispirarci a saperne di più.
A Winter viene sempre più chiesto di commentare Dynamic Sun come un'opera d'arte. Ad aprile, ha partecipato a un seminario di Harvard, "Arte, tecnologia, psiche", tenendo un discorso dal titolo "Big Data to Big Art".
"Ho iniziato a indossare un berretto", dice scherzosamente, perché si considera un artista. La passione e la creatività tra arte e scienza sono condivise, dice, aggiungendo, "La scienza è in realtà bella".
Il video wall di Dynamic Sun è senza dubbio arte, afferma Matilda McQuaid, curatrice del Cooper Hewitt, Smithsonian Design Museum di New York City. Lei e un co-curatore sono praticamente inciampati nel videowall quando stavano cercando cose da mettere in una mostra per riaprire Cooper Hewitt dopo un rinnovamento di tre anni. Stavano cercando pezzi della collezione dello Smithsonian ed erano incuriositi dall'Osservatorio di Astrofisica. Durante una visita all'Osservatorio, videro il video wall interno di Winter e Weber.
Era "il pezzo più bello che avessimo visto da molto tempo", afferma McQuaid. Cooper Hewitt ha incaricato Winter e Weber di realizzare un nuovo videowall e ha detto loro che "Dynamic Sun" sarebbe stato il fulcro della mostra "Tools: Extending Our Reach", inaugurata a dicembre 2014.
L'installazione di 7 piedi per 6 è stata collocata accanto a un pezzo chiamato "Controller dell'Universo" che presentava un assemblaggio di utensili manuali che ha dato al muso del museo la sensazione di essere il padrone del loro dominio. Ma, girandosi, videro la piccola Terra accanto al grande Sole. "Capisci che non siamo controllori dell'universo", afferma McQuaid. "È molto umiliante, quanto siamo piccoli."
Il fascino visivo del muro (la mostra è ora chiusa) è stato "istantaneo", dice. Non era così evidente dal perché fosse considerato uno strumento; c'era poco testo esplicativo. Ma il testo ha detto ai visitatori che i dati inseriti nei video erano uno strumento per aiutare gli astrofisici a collegare i cambiamenti del Sole agli eventi sulla Terra.
Il video wall di Dynamic Sun è senza dubbio arte, afferma Matilda McQuaid, curatrice del Cooper Hewitt, Smithsonian Design Museum, a New York City. (Brendan McCabe) Molte persone non comprendono questo legame, afferma David DeVorkin, un co-investigatore di Dynamic Sun, che è anche curatore del Museo dell'Aria e dello Spazio. "Quando il Sole scoppia o il singhiozzo, la Terra prende un raffreddore", dice.
Nel 1859, ad esempio, un bagliore osservato dall'astronomo britannico Richard Carrington provocò un enorme impulso magnetico che distrusse i sistemi telegrafici e creò aurore colorate in tutto il pianeta. Da allora ci sono stati altri razzi, eliminando il servizio telefonico e le centrali elettriche.
Questo tipo di collegamento alla mostra Dynamic Sun - e la storia retrostante su come è stata sviluppata - non è stata realizzata al Museo dell'Aria e dello Spazio, ma alla fine lo sarà.
Anche senza la componente educativa, i visitatori sono incantati. Il museo è normalmente caotico con molti bambini energici. Il massimo che qualcuno spende per un determinato oggetto è di 30 secondi, afferma DeVorkin. Ma con il Sole dinamico, "il tempo di permanenza è più lungo di quello che normalmente vediamo, a volte sale a pochi minuti".
È eccitante per Weber e Winter. Per Weber, si tratta di trovare modi per coinvolgere le persone nella scienza. Avere Dynamic Sun al Museo dell'Aria e dello Spazio aumenterà enormemente questo impegno. "Così tanti bulbi oculari lo vedranno", dice.
Winter afferma che Dynamic Sun "è stato un progetto di passione", aggiungendo, "Sicuramente non l'ho fatto per i pazzi video-wall-money là fuori." Avendolo visualizzato su Air and Space, che chiama "uno dei luoghi più suggestivi del pianeta ", dice, " il raggiungimento di una vita ".
