オーディオ天文学が音の宇宙を解き放つ

サラ・ケインは子供の頃から宇宙を勉強したいと思っていました。 そして、彼女は順調に進んでいます。 現在、ペンシルバニア大学の上級学部生であるケインは、過去 2 年間、機械学習を使用して宇宙を分析してきました。 小さな問題が 1 つあります。天文学は視野の広い分野であり、ケインは法的に盲目です。

成長して、私は人々に尋ねられるでしょう、あなたはどのようにして天文学者になるつもりですか? 望遠鏡を通して見ることができなければ、星を見ることはできません」とケインは言います。 しかし、現代の天文学はそうではありません。 多くの場合、天文学者はコンピューターでデータ分析を行っているだけです。 コンピュータをアクセス可能にすることができます。」

夢を実現するために、Kane 氏をはじめとする盲目または視覚障害者 (BVI) の新進の研究者たちは、科学データを音声化する取り組みに大きく賭けています。 昨年 12 月にオランダのローレンツ センターで開催された会議で、科学者、サウンド エンジニア、天文音響化の新生分野のリーダーを代表する教育者の雑多なクルーが集まり、現在のプロジェクトについて話し合い、今後の方向性を示しました。 彼らの研究は、次世代の BVI 科学者のアクセシビリティを拡大し、すべての天文学者、晴眼者と BVI を問わず、宇宙を分析するための新しい方法を作成する態勢を整えています。

「天文学に盲目の人が多ければ多いほど、私のようにこれらの変更や改善を求める声が多くなり、雪だるま式の効果が見られるようになります」とケインは言います。

彼女は、COVID パンデミックの初期段階で、Atronify と呼ばれるプロジェクトに助言したときに、最初の天文音響化を経験しました。 研究者たちは、ケインにチャイムのようなさまざまな音を鳴らして、どのピッチと音色が惑星通過を最もよく捉えているかを決定しました。 彼女は、ピアノの短く短いグリッサンドに続くこの短いパッセージのサウンドが好きでした。 全体として、Kane は非常に直感的なエクスペリエンスであると感じました。

イタリア国立天体物理学研究所の天文学者で、12 月の会議の主催者の 1 人である Anita Zanella は、次のように述べています。 「私たちは基本的に空に対して盲目です。 そこにあるもののほんの一部を見ることができます。 そして残りは、私たちが与える表現にすぎません。」

世界最大の望遠鏡からの銀河の鮮やかな写真が何世代にもわたって目の見える人々にインスピレーションを与えてきたのと同じように、天文のソニフィケーションは主に教育目的で使用されてきました。

ザネラ氏によると、この会議は、この分野の標準化と拡大に向けたより大きな旅の第一歩でした。 多くの大部分が草の根の取り組みと同様に、天文学的なソニフィケーションには、さまざまなイニシアチブすべてを正式に追跡するための中心的な組織構造がありません。 会議の重要なタスクの 1 つは、100 ほどの既存のプロジェクトを調べて、どれだけの活動が行われているかを判断することでした。 そこから、教育と研究の両方のコンテキストでデータをソニファイするためのフレームワークを開発するというより大きな目標が達成できる可能性があります。

やるべき仕事が不足することはありません。 現在、研究者は、最も基本的な質問でさえ合意に達していません。非常に明るい星を表現するために、低いピッチを使用するか、高いピッチを使用する必要があるか? リスナーは、実際の楽器の音とコンピューターのシンセサイザーの音のどちらをより受け入れやすいでしょうか? ソニフィケーションは、本格的な天文学研究の有用なツールになり得るでしょうか?

標準化は難しい! 「データをソニファイしたいですか?」と書かれたハンドブックはありません。 ここから始めましょう」と、NASA のチャンドラ X 線天文台からのデータを音響化する科学コミュニケーターのキンバリー・アーカンドは言います。

標準を求めて

ソニフィケーションは、まったく新しい科学的概念やツールではありません。 1908 年に発明されたガイガー カウンターの不吉なカチッという音を考えてみてください。これは音を使って放射線レベルを追跡する装置です。 天文学的なソニフィケーションも、何十年にもわたってさまざまな形で存在してきました。 たとえば、電波望遠鏡を通して聞こえる渦巻き状のパルサーのメトロノームのようなカチカチという音や、最近では、2015 年にブラック ホールの合体からの重力波が初めて直接検出されたことを示す「チャープ」について考えてみてください。 しかし、何が新しいかというと、BVI の研究者や素人のニーズに対する天文学者の意識と感度が高まっていることです。

アクセシビリティの問題を超えて、科学的分析に視覚ではなく音を使用することには利点があります。 人間の耳は目に見えない変化を感知することができ、耳はノイズを除去することに長けています。 ただし、これは、学生にインスピレーションを与えたり、天文学の研究を支援したりするオーディオの作成が簡単であることを意味するものではありません。 英国の天文学者クリス・ハリソンが、イギリスのニューキャッスルで BVI の子供たちを教室に連れて行く視聴覚番組を作成したとき、 太陽系のツアーで、彼は太陽系を表現するために「クールでスペーシーな音」を使用したと彼は言います。 フロップした。

私たちは何人かの子供たちにそれらを演奏しました。 ゴミだ。 彼らは、『楽器だけを使えないのか?』というようなものでした」とニューカッスル大学のアカデミック トラック フェローであるハリソンは言います。 それで私たちはそうしました、そしてそれははるかに好まれました。 あなたがその対話を必要としていることは、私たちには明らかです。」

最初のフロップの後、現在は刷新されたショーは、ビジュアル、ナレーション、音響化を組み合わせて太陽系をレンダリングすることで成功を収めました。 惑星と太陽がリスナーと視聴者の「頭」を周回すると、それぞれの天体が、その動きに対応する異なるピッチと楽器で出現します。

ハリソンは、彼がショーのために作成したオープンソース コードを、他のソニフィケーションのテンプレートとして使用する予定です。 彼は、ショーのフィードバックが潜在的な枠組みを知らせるだろうと言います。

「棒グラフがあります。 散布図があります。 円グラフがあります。 学校や大学で学ぶ標準的な数字のセットがありますが、その中にはまだカスタマイズがあります」と彼は言います。 「これが私たちの目標だと思います。『サウンド マッピングはこのように行う』などの標準的なフレームワークを作成することです。」 しかし、その中で、あなたはいくつかの個人的な選択をすることができます.

アンダルシア天体物理学研究所の天体物理学者であるルーベン ガルシア ベニート氏は、リスナーの文化的背景に適応できるカスタマイズ可能なツールを作成することは、教育者や科学者にとって非常に重要であると述べています。 彼は例として、仲間の音楽家 2 人の経験を使用しています。1 人はヨーロッパのクラシック音楽で訓練を受け、もう 1 人はペルシャの伝統音楽で働いていました。 それぞれのミュージシャンは、最初は相手の地域の音楽がつまらないと感じていましたが、よく聞くうちにその価値を理解するようになりました。

天文学的なソニフィケーションも同様に機能する、とガルシア・ベニートは言う。 西側の視聴者は、たとえばジャワのガムランの音を使用する音響化で学習曲線を経験する可能性がありますが、そのようなオプションを含むフレームワークは、データのニーズに柔軟に適応できます。

「私たちは皆、同じ空の下に住んでいます」と彼は言います。 「もし宇宙が静まり返っているなら、天文学の音響化に刷り込む文化的背景が複数であることが重要であり、それは多くの声を持っています。」

クラリオンコール

ケイト・メレディスは、自称この分野の「巣穴の母と大秘書」として、ソニフィケーションに関するオンラインパネルを組織し、研究への資金提供を増やすよう働きかけてきました.

「『車椅子でアクセスできる望遠鏡の建物が必要だ』と言う方がはるかに簡単です」と、包括的な科学的実践の作成に専念するグループであるジュネーブ湖天体物理学および STEAM (GLAS) のプレジデントであるメレディスは言います。 しかし理由は [astronomical] ソニフィケーションは非常に新しいもので、よく理解されていないため、最初の「はい」を得るのが大変です。」

既存のソニフィケーション プロジェクトは、資金を確保するのに役立ち、科学的有用性の証明として役立つ可能性があります。 人間の耳はパターンの認識に優れているため、多くの音に精通した天文学者は、ノイズの多いデータ セットを取得し、音声キューを使用してゴミをふるいにかけています。 ザネラの今後の研究は、遠く離れた銀河に対する私たちの認識を鋭くするでしょう。 太陽系外惑星のトランジットを音波で捉えるだけでなく、研究者は超新星やその他の一時的な宇宙イベントの可聴データを実験しています。

人間は音量や音色よりもピッチの関係をよく覚えているため、ピッチはデータを表す変数としてよく使用されます。 メレディスは、天文学的音響化の将来について楽観的ですが、現在の教育的焦点を広げ、堅牢な分析ツールになるためには、他のガイドラインが出現しなければならないと彼女は言います.

「十分な研究が発表されるまで、標準化は実現しません」と彼女は言います。 「ただ行って標準を発明するだけではありません。 テストし、探求し、それらの経験から標準が生まれます。」

法的に盲目の若い天文学者であるサラ・ケインは、これらの新しいテクノロジーを活用するための独自の態勢を整えています。 「私はそれについてかなり楽観的です [sonification’s] 潜在的。 私はタイムラインについてそれほど楽観的ではありません」と彼女は言います。 助成金は科学を動かします。 しかし、遅さがソニフィケーションの可能性を示しているとは思いません。

その可能性は、今年後半にザネラと彼女の同僚がイタリアのカステッラーロ ラグセロの村を天文学的な音響化フェスティバルに変え、何千人もの BVI の個人のための講演とデモンストレーションで発揮されるでしょう。 彼女は、このような出来事が次世代の科学者に刺激を与えることができると信じています.

「人間であることと、天文学、空に何があり、物事がどのように関連しているかについて疑問に思うこととの間には、非常に強いつながりがあると思います」と彼女は言います。 そして、空には信じられないほど多くの物があります。 誰もがその美しさにアクセスできるべきだと思います。」

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