Solen er livgivende, kraftig, fjern og lidt af en ukendt for de fleste af os. Men nu kan den æteriske skønhed - og den kraftige raseri - af vores solsystemets største stjerne opleves tæt, i super-high definition og øjenpratende farve takket være en videoinstallation, der er en del af videnskabslektionen og en del performancekunst.
Den 7-til-6-fods videovæg ved Smithsonian's National Air and Space Museum lukker det 93 millioner mile mellemrum mellem Jorden og Solen. Skærmopløsningen på 4.096 x 4.096 pixels er mere end dobbelt så stor som det typiske HD-tv. Videoen, der vises i løkker, er en sammenlægning af en forbløffende mængde data i realtid; seere af ”Dynamic Sun” -installationen bliver vidne til koronalsløjfer, solflekker, solbrændere og andre solaktiviteter inden for 24 timer efter deres forekomst.
Den teknologiske bedrift er hjernen til to Smithsonian-astrofysikere, der besluttede, at der ikke var nogen grund til, at videnskab ikke også kunne være kunstnerisk.
”Jeg synes, det er engagerende, selvom du ikke forstår, hvad du ser, ” siger Henry “Trae” Winter III - projektlederens hovedarkitekt - fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Når nogen tager skærmen ind, "det overskrider viden og rammer virkelig den menneskelige oplevelse, " siger han.
”Et billede som dette er altid godt for at få den følelse af undring ud af mennesker, ” siger Vinters kollega og medarkitekt Mark Weber.
Skærmopløsningen på 4.096 x 4.096 pixels er mere end dobbelt så stor som det typiske HD-tv. (Brendan McCabe) Men han ønsker også, at de skal se de stadigt skiftende og dynamiske aspekter af Solen. ”Visuelt har folk en meget flad udsigt over solen, ” siger Weber. Målet er at få dem "til at erstatte det billede i deres sind og forstå, at der er hele dette andet aspekt af solen, der er smukt og kompliceret."
Han og Winter ønsker at sprede dette evangelium og nå så mange mennesker som muligt. Video væggen på Air and Space Museum vil være udstillet gennem 2019, de bygger endnu en, der skal leveres i 2018 til åbningen af det genopbyggede Cleveland Museum of Natural History, og de lægger op til finansiering af en mur på Cambridge Public Bibliotek i Massachusetts.
”Visuelt har folk en meget flad udsigt over solen, ” siger Mark Weber, en af Dynamic Suns skabere. Målet er at få dem "til at erstatte det billede i deres sind og forstå, at der er hele dette andet aspekt af solen, der er smukt og kompliceret." (Brendan McCabe) At tage et kort fra videospillere
Vinter har altid været en tænker. Når budgetterne er blevet stramme - som de plejer at gøre - har vinter gjort sig til det, han kunne skrabe og skrabe sammen.
Fremkomsten af den atmosfæriske billeddannelsesforsamling (AIA) præsenterede et nyt sæt udfordringer. AIA - bygget sammen af Lockheed Martins Advanced Technology Center og Smithsonian Astrophysical Observatory - er et magtfuldt sæt af fire parallelle teleskoper, der er i stand til at tage fotos af solen hvert 10. sekund, på 10 forskellige kanaler.
Enheden blev monteret på NASAs Solar Dynamics Observatory, en orbiter, der blev lanceret i 2010.
Observatoriet er en bedrift i sig selv. Det er i en bane - kaldet geosynkron, ca. 22.000 miles over Jorden - der tillader kontinuerlig observation af solen og samtidig kontinuerlig download af dens data. Målet er at give forskere mere information om solens indflydelse på jorden, og AIA's billeder giver dem et stort vindue ind i solens livscyklus og dens idiosynkrasier. Det er også det fulde billede nogensinde.
I modsætning til tidligere missioner, der kun gav delvis udsigt over Solen, ”Man får se hele Solen hele tiden, ” siger Weber.
Solen er en kæmpe gasbold, men det kan være mange forskellige temperaturer på samme tid, der spænder fra 10.000 til 27 millioner grader Fahrenheit. Bølgelængderne svarer til disse temperaturer, men der er ingen farver forbundet med dem. Så forskere tilføjer farve som en nøgle til hjælp i deres forskning og forståelse. (Brendan McCabe) De Smithsonian-astrofysikere havde brug for at give mening om det enorme billede; AIA spytter nogle to terabyte data om dagen, siger Weber. Det skal også integreres med observationer fra andre solsatellitter, og som pr. NASAs charter deles med forskere over hele verden. De besluttede at oprette en kommandokonsol til brug ved Smithsonian Astrophysics Observatory: den første videovæg.
Der var ikke nogen officielle penge til at gøre det, så Winter byggede det selv ved hjælp af de værktøjer, der var tilgængelige for den gennemsnitlige spiller. ”Jeg kunne købe disse videokort for hundreder af dollars og udføre jobbet på en computer med ti tusind dollars, ” siger Winter.
”Kortene er blevet så kraftige og billige, at jeg kan køre et stort antal streams, der synkroniseres perfekt sammen, ” siger han. Det færdige produkt var "et smukt lærred."
Det fandt også øje med en besøgende Smithsonian-embedsmand, der bemærkede, at det ville være dejligt at have en installeret på et af institutionens flagskibsmuseer på National Mall i Washington.
Denne gang var der et lille beløb - $ 200.000 fra Smithsonian- og NASA-tilskud - men Winter og Weber var stadig nødt til at samle tid og ressourcer sammen for at gøre Air- og Space Museum-videomuren til en realitet.
Men, siger Weber, "Bare fordi farven er vilkårlig, betyder det ikke, at billedet er vilkårligt." Han ønsker ikke, at seerne skal tro, at de kun er computergenereret grafik; de er den rigtige aftale med farve tilføjet for interesse. (Brendan McCabe) En stor indsats er også gået i at finde ud af, hvordan man komprimerer dataene til filmfiler og flytter disse filer rundt om i verden uden at gå ned på en server, siger Weber. Han og Winter udviklede sammen med nogle kolleger software, der gjorde det muligt at transmittere filmene og automatisere hele processen. Det tager stadig næsten 12 timer at downloade en enkelt film (som indeholder flere videosløjfer) til Air- og Space Museum-serverne hver dag. Det gøres altid natten over for at undgå eventuelle nedbrud på dagen.
Filmen er slutpunktet for en flertrinsproces, der starter med de data, der er indsamlet af AIA. Teleskopet sender isolerede datapakker kontinuerligt til et laboratorium i White Sands, New Mexico. Dette laboratorium sender derefter diskrete pakker til Stanford, hvor de samles igen i et billedformat. Stanford arkiverer automatisk billederne og giver dem til forskere efter anmodning. Da der er så meget data, er der flere serverknudepunkter rundt om i verden - og Smithsonian Observatory er et vigtigt knudepunkt for at dele dataene med kolleger. Winter og Weber trykker også direkte på datafloden for at samle de daglige film.
Winter og Weber deler dataene med deres partnere over hele kloden, og de begynder også at samle filmene til Air and Space Museums videovæg. Det indebærer ”farvelægning” af billederne - tilføjelse af rød, gul, lilla eller grøn for at repræsentere forskellige temperaturer.
Solen er en kæmpe gasbold, men det kan være mange forskellige temperaturer på samme tid, der spænder fra 10.000 til 27 millioner grader Fahrenheit. AIA fanger bølgelængder, der svarer til disse temperaturer, men der er ingen farver forbundet med dem. Så forskere tilføjer farve som en nøgle til hjælp i deres forskning og forståelse.
Farverne skaber også tilfældigvis nogle ret intense billeder. Når videoen bevæger sig gennem temperaturerne, skaber den et kalejdoskop med skiftende farver.
Men, siger Weber, "Bare fordi farven er vilkårlig, betyder det ikke, at billedet er vilkårligt." Han ønsker ikke, at seerne skal tro, at de kun er computergenereret grafik; de er den rigtige aftale med farve tilføjet for interesse.
De to forskere har også tilføjet en sand skala repræsentation af Jorden; Solens diameter er 109 gange Jordens, hvilket betyder, at en million jorders kan passe inde i Solen.
Det er fantastisk, fordi Jorden bare er en lille plet i det nederste hjørne af videoen. ”Du forstår lidt bedre vores sted i universet, ” siger Winter.
Museet er normalt kaotisk med en masse energiske børn. Det mest nogen bruger på et bestemt emne er 30 sekunder, siger kurator David DeVorkin. Men med den dynamiske sol, er "langvarighedstiden længere end hvad vi normalt ser - den går nogle gange op til et par minutter." (Brendan McCabe) En kunstnerisk bestræbelse
Og det er kunstens natur - at få os til at stille spørgsmålstegn ved vores oplevelse, undre os over vores menneskehed og inspirere os til at vide mere.
Vinter bliver i stigende grad bedt om at kommentere Dynamic Sun som et kunstværk. I april deltog han i et Harvard-seminar, "Art, Technology, Psyche", hvor han holdt et foredrag med titlen "Big Data to Big Art."
”Jeg er begyndt at bære en baret, ” siger han halvt spøgt, fordi han betragter sig selv som en kunstner. Lidenskab og kreativitet mellem kunst og videnskab deles, siger han og tilføjer, ”Videnskab er faktisk smuk.”
Væggen til Dynamic Sun er uden tvivl kunst, siger Matilda McQuaid, en kurator ved Cooper Hewitt, Smithsonian Design Museum i New York City. Hun og en medkurator snublede dybest set på videovæggen, da de ledte efter ting at sætte på en udstilling for at åbne Cooper Hewitt efter en tre-årig renovering. De søgte stykker fra Smithsonians samling og blev fascineret af Astrophysics Observatory. På et besøg i observatoriet så de Winter og Webers interne videovæg.
Det var ”det smukkeste stykke, vi havde set i lang tid, ” siger McQuaid. Cooper Hewitt opfordrede Winter og Weber til at lave en ny videovæg og fortalte dem, at "Dynamic Sun" ville være centrum for udstillingen "Tools: Extending Our Reach", der åbnede i december 2014.
Den 7-til-6-fods installation blev placeret ved siden af et stykke kaldet “Controller of the Universe”, som indeholdt en samling af håndværktøjer, der gav museets gæster fornemmelsen af at være mesteren af deres domæne. Men når de vendte sig om, så de den lille jord ved siden af den enorme sol. ”Du forstår, at vi ikke er controller for universet, ” siger McQuaid. ”Det er meget ydmyg - hvor små vi er.”
Den visuelle appel til væggen (udstillingen er nu lukket) var "øjeblikkelig", siger hun. Det var ikke så let synligt, hvorfor det blev betragtet som et værktøj; der var lidt forklarende tekst. Men teksten fortalte besøgende, at dataene, der gik ind i videoerne, var et værktøj til at hjælpe astrofysikere med at knytte ændringer på Solen til begivenheder på Jorden.
Væggen til Dynamic Sun er uden tvivl kunst, siger Matilda McQuaid, en kurator ved Cooper Hewitt, Smithsonian Design Museum, i New York City. (Brendan McCabe) Mange mennesker forstår ikke den sammenhæng, siger David DeVorkin, en medundersøger på Dynamic Sun, der også er en kurator ved Air and Space Museum. ”Når solen brister eller hik, får jorden forkølelse, ” siger han.
I 1859 førte for eksempel en bluss, der blev observeret af den britiske astronom Richard Carrington, til en enorm magnetisk puls, der ødelagde telegrafsystemer og skabte farverige auraer over hele planeten. Der har været andre blusser siden, der har slået ud telefontjeneste og elektriske kraftværker.
Denne type link til udstillingen Dynamic Sun - og baghistorien om, hvordan den blev udviklet - er ikke lavet på Air and Space Museum, men vil blive, til sidst.
Selv uden den uddannelsesmæssige komponent får besøgende adgang. Museet er normalt kaotisk med en masse energiske børn. Det mest nogen bruger på et bestemt emne er 30 sekunder, siger DeVorkin. Men med den dynamiske sol er "langvarighedstiden længere end hvad vi normalt ser - den går nogle gange op til et par minutter."
Det er spændende for Weber og Winter. For Weber handler det om at finde måder at engagere mennesker i videnskab. At have Dynamic Sun på Air and Space Museum vil øge dette engagement enormt. ”Så mange øjenkugler vil se det, ” siger han.
Winter siger, at Dynamic Sun "har været et lidenskabsprojekt, " tilføjende, "jeg gjorde bestemt ikke det for de gale videovæg-penge derude." Efter at have vist det på Air and Space, som han kalder "en af de mest ærefrygtindgydende steder på planeten, er, siger han, "opnåelsen af en levetid."
