¿Por qué la NASA está sonorizando fotos del universo?

A menudo pensamos en la astronomía como una ciencia visual con bellas imágenes del universo. Sin embargo, los astrónomos utilizan una amplia gama de herramientas de análisis más allá de las imágenes para comprender la naturaleza a un nivel más profundo.

 

La sonificación de datos es el proceso de convertir datos en sonido. Tiene poderosas aplicaciones en la investigación, la educación y la divulgación, y también permite a las comunidades ciegas y con problemas de visión comprender tramas, imágenes y otros datos.

Su uso como herramienta en la ciencia aún , pero los grupos de astronomía están liderando el camino.

Imaginemos esta escena: estás en una fiesta llena de gente que es bastante ruidosa. No conoces a nadie y todos hablan un idioma que no puedes entender, no es bueno. Luego escucha fragmentos de una conversación en un rincón lejano en su idioma. Te enfocas en él y te diriges a presentarte.

Si bien es posible que nunca haya experimentado una fiesta así, la idea de escuchar una voz o un idioma reconocible en una habitación ruidosa le resulta familiar. La capacidad del oído y el cerebro humanos para filtrar los sonidos no deseados y recuperar los sonidos deseados se denomina "efecto cóctel ".

De manera similar, la ciencia siempre está ampliando los límites de lo que se puede detectar, lo que a menudo requiere extraer señales muy débiles de datos ruidosos. En astronomía, a menudo los científicos se esfuerzan por encontrar las señales más débiles, más lejanas o más fugaces. La sonificación de datos ayuda a ampliar aún más estos límites.

En las exploraciones al universo con telescopios, se encuentra que está lleno de explosiones cataclísmicas que incluyen la muerte de estrellas como supernova, fusiones de agujeros negros y estrellas de neutrones que crean ondas gravitacionales y ráfagas de radio rápidas. Estos eventos permiten comprender la física extrema en las energías y densidades más altas conocidas. Ayudan a medir la tasa de expansión del universo y la cantidad de materia que contiene, y para determinar dónde y cómo se crearon los elementos, entre otras cosas.

Las próximas instalaciones, como el Observatorio Rubin y el Square Kilometre Array, detectarán decenas de millones de estos eventos cada noche. Con el uso de computadoras e inteligencia artificial para hacer frente a estas cantidades masivas de detecciones.

Sin embargo, la mayoría de estos eventos son ráfagas débiles, y las computadoras son muy buenas para encontrarlos. Una computadora puede detectar una ráfaga débil si se le da una plantilla de la señal "deseada". Pero si las señales se apartan de este comportamiento esperado, se pierden.

Y, a menudo, estos mismos eventos son los más interesantes y brindan la mayor comprensión de la naturaleza del universo. El uso de sonificación de datos para verificar estas señales e identificar valores atípicos puede ser poderoso.

La sonificación de datos es útil para interpretar la ciencia porque los humanos interpretan la información de audio más rápido que la información visual. Además, el oído puede discernir más niveles de tono de los que el ojo puede discernir niveles de color (y en un rango más amplio).

Otra dirección que se está explorando para la sonificación de datos es el análisis de datos multidimensionales, que implica comprender las relaciones entre muchas características o propiedades diferentes en el sonido.

Graficar datos en 10 o más dimensiones simultáneamente es demasiado complejo e interpretarlos es demasiado confuso. Sin embargo, los mismos datos se pueden comprender mucho más fácilmente a través de la sonificación.

Resulta que el oído humano puede distinguir inmediatamente la diferencia entre el sonido de una trompeta y el de una flauta, incluso si tocan la misma nota con el mismo volumen y duración.

¿Por qué? Porque cada sonido incluye armónicos de orden superior que ayudan a determinar la calidad del sonido o el timbre. Las diferentes fuerzas de los armónicos de orden superior permiten al oyente identificar rápidamente el instrumento.

La sonificación también tiene grandes usos en educación y divulgación, y tiene amplias aplicaciones en áreas que incluyen medicina, finanzas y más. Pero quizás su mayor poder es permitir que las comunidades ciegas y con discapacidad visual comprendan imágenes y tramas para ayudar en la vida cotidiana.

También puede permitir una investigación científica significativa, y hacerlo cuantitativamente, ya  que las herramientas de investigación de sonificación  proporcionan valores numéricos a pedido.

Esta capacidad puede ayudar a promover las carreras STEM entre las personas ciegas y con discapacidad visual. Y al hacerlo, es posible aprovechar un grupo masivo de científicos brillantes y pensadores críticos que de otro modo no habrían imaginado un camino hacia la ciencia.

Con el creciente número de herramientas disponibles y la creciente necesidad en la investigación y la comunidad, ¡el futuro de la sonificación de datos suena brillante!

Referencia:

Space.Com. 2022. Scientists are turning data into sound to listen to the whispers of the universe (and more). (Press Release)

 

Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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