April 19, 2024

Zo klinkt het als je gegevens van een NASA-ruimtevaartuig omzet in muziek

opmerking

Als je wilt weten hoe de interstellaire ruimte is, kan het een druk gat zijn. De energetische schokken van onze zon vermengen zich met talloze andere sterren samen, waardoor een wirwar van deeltjes en straling ontstaat. Je kunt naar het Hongaarse feest luisteren – als muziek.

Sinds NASA’s Voyager 1-ruimtevaartuig het eerste door de mens gemaakte object werd dat de interstellaire ruimte binnendrong, hebben onderzoekers tientallen jaren van zijn gegevens bestudeerd die van miljarden kilometers ver naar de aarde zijn teruggestraald, om inzicht te krijgen in de mysteries van ons universum. Nu heeft een deeltjesfysicus en professionele fluitist de golfvormgegevens van de interstellaire ruimte – die dikke soep van deeltjes – omgezet in muziek die geschikt is voor een klassiek concert.

De nieuwe space jam, die donderdag voor het eerst te zien was op de South by Southwest EDU-conferentie in Austin, brengt het moment in kaart waarop Voyager 1 de bubbel rond onze zon verliet en de bruisende interstellaire ruimte binnenging.

De melodie, gespeeld door een solofluit, begint met zachte, verbonden noten (sommige met legato) in het lagere register om gegevens uit ons zonnestelsel te illustreren. Dit wordt gevolgd door een geleidelijke toename van luidheid, of crescendo, om aan te geven dat het ruimtevaartuig het gebied van de heliosfeer doorkruist, of de grens die naar de interstellaire ruimte leidt. Dan wordt de melodie echt luid en verandert van vorm, met meer sprongen om de drukke interstellaire ruimteomgeving te beschrijven.

“Begrijpen dat dit gerelateerd is aan wat Voyager aan het meten was, denk ik, voegt een andere dimensie toe aan wat mensen waarnemen”, zegt componist en natuurkundige Domenico Vicenanza van Anglia Ruskin University, die het stuk heeft gemaakt. “Het is anders omdat de fysica anders is… Er is iets heel opwindends veranderd. In dit geval is het de hoeveelheid geladen deeltjes.”

Elke waarneming vertegenwoordigt een dag gemiddelde metingen van plasmagolven, gegenereerd door de oscillatie van geladen deeltjes in de ruimte. Naar het einde toe worden de noten schaarser. De pauzes vertegenwoordigen hiaten in de gegevens waar Voyager 1 een probleem had met het terugsturen van gegevens naar de aarde terwijl het steeds verder het universum in reisde.

Het weergeven van metingen met geluid staat bekend als data-sonicatie, wat steeds meer het geval is geworden gewoon In de laatste jaren. Door naar de gegevens te luisteren, kunnen wetenschappers trends en afwijkingen in complexe gegevens beter identificeren, omdat onze oren gevoeliger kunnen zijn voor het oppikken van patronen dan onze ogen. Het kan onderzoekers ook helpen om grote hoeveelheden data sneller te verwerken.

Anderen, zoals Vicenanza, gebruiken geluiden om muziek te maken om wetenschap beter over te brengen op een publiek. Hij componeerde eerder muziek van A Geiser explosie (met behulp van seismische gegevens) Het wordt een agglomeratie van borrelende modder genoemd modder (opgenomen met een microfoon) in Yellowstone National Park.

De onbewerkte gegevens die onderzoekers gebruiken, klinken meestal een beetje anders dan de melodische muziek die door Vicenanza is gemaakt. Voyager 1’s Interstellaire plasmagegevens Het klinkt als radioruis vermengd met periodieke piepjes – rare tonen die Hollywood waarschijnlijk gebruikt als rare geluiden. Het gefluit werd luider en luider naarmate Voyager 1 vorderde, wat aangeeft dat het interstellaire medium snel dikker werd.

“Een van de eerste dingen die me opvielen toen ik naar deze geluiden luisterde, was hoe dramatisch de toename in intensiteit klinkt wanneer je ze hoort, in plaats van ze te zien”, schrijft Stella Uecker, een NASA-gastonderzoeker van de Voyager Interstellar Mission. in een brief. “Onze oren lijken erg gevoelig voor deze veranderingen in toonhoogte.”

Oké, van is gepubliceerd In de interstellaire Voyager-metingen zei hij dat het bestuderen van de elektronendichtheid ver van de aarde belangrijk is omdat het ons kan vertellen hoe het de omstandigheden in ons zonnestelsel beïnvloedt en vice versa. De dichtheidsmetingen van de Voyager brengen onze ‘interstellaire achtertuin’ in kaart, waardoor onderzoekers begrijpen wat het bevat, hoe ver het zich uitstrekt en hoe het ons huis beïnvloedt.

Toen Uecker naar het Vicinanza-stuk luisterde, zei ze dat ze hield van de manier waarop de compositie vastlegde wat Voyager 1 ervoer op zowel lange als korte tijdschalen. vertoonde een algehele toename van de elektronendichtheid naast aanhoudende variaties op laag niveau. Uecker, PhD, zei dat de voorstelling “echt dat constante gevoel van beweging onderstreept, van de Voyager die constant naar voren duwt.” kandidaat in de astronomie aan de Cornell University.

Het nieuwe Voyager-stuk bouwt voort op eerder werk van Vincinanza en collega Genevieve Williams, die 40 jaar aan gegevens van de energiezuinige deeltjesdetector van Voyager 1 hebben omgezet in bijna Orkeststuk van drie minuten.

In deze soundtrack speelt een viool een melodie terwijl Voyager 1 aan zijn reis begint. Een piano en een hoorn komen binnen terwijl het ruimtevaartuig Jupiter en Saturnus ontmoet. fluit, piccolo f klokkenspel Een signaal dat ze in de interstellaire ruimte bewegen.

Data-naar-geluid is het afgelopen decennium populairder geworden, maar deze sonicatie dateert uit de 17e eeuw. Astronoom Johannes Kepler Laat zien hoe muzieknoten kunnen laten zien hoe planeten versnellen en vertragen rond de zon in elliptische banen in plaats van cirkelvormige banen. Vicenanza toonde aan dat hij de snelheid van elke planeet tijdens zijn baan om de zon omzette in verschillende waarnemingen. Hogere snelheden komen overeen met hogere noten; Langzamere snelheden met lagere toonhoogtes.

Vicenanza gebruikt een vergelijkbare techniek in zijn werken, waarbij hij soms golfvormgegevens over muziekbalken heen legt als uitgangspunt. Zijn doel is om de juiste kaarten te creëren tussen gegevens en ritmes die “een verhaal kunnen vertellen zonder wetenschappelijke strengheid op te offeren”.. “

In sommige gevallen vallen natuurpatronen samen met bekende muziekstijlen. Het nieuwe stuk Voyager 1 introduceerde bijvoorbeeld traditionele akkoordpatronen die veel voorkomen in westerse muziek. De aard van de data bestaat uit een reeks gespeelde achtste noten die bijna nooit tot het einde stopt, wat periodiek resulteert in een reeks achtste noten arpeggio’s.

Alyssa Schwartz, de bekroonde fluitist die het stuk uit Voyager 1’s data in South by Southwest uitvoerde, zei dat het een “dominant tonisch akkoord definieerde, de eenvoudigste progressie voor akkoorden in onze cultuur”.

Maar soms kan het in kaart brengen van gegevens leiden tot dwaze muzikale taken die een mens moet uitvoeren. Het nieuwste stuk van Voyager 1 heeft bijvoorbeeld 37 meters en er is nergens om uit te rusten of te ademen, zelfs niet bij 32 meters.

“Ik heb geleerd dat de natuur niets geeft om mijn behoefte om te ademen”, zegt Schwartz, dirigent van orkesten aan de Vermont State University. (Ze moest momenten vinden om stiekem op adem te komen.)

Schwartz zei dat de muziek haar technische ontwikkeling voortstuwde door uitdagende gekruiste vingers en brede, uitdagende sprongen – stijlen die ze nergens anders was tegengekomen..

“Wat interessant is aan dit soort muziek, is dat de componist waar ik me mee probeer te identificeren de natuur is”, zei Schwartz. “Ik kan niet vertrouwen op mijn kennis van muziektheorie of muziekgeschiedenis om te proberen een passende beslissing te nemen.”