Giải thích: Dự án cải tiến của NASA nhằm biến các hình ảnh thiên văn thành âm nhạc

Sonification dữ liệu là gì? NASA đã làm cách nào để chuyển các hình ảnh thiên văn sang âm thanh? Tại sao dự án sonification này lại hữu ích?

Trung tâm Tia X Chandra của NASA (CXC) đã tiến một bước xa hơn khi công bố một dự án 'sonification' mới giúp chuyển đổi dữ liệu từ hình ảnh thiên văn thành âm thanh. (Screengrab: NASA / Youtube)

Trong khi kính thiên văn cung cấp cái nhìn thoáng qua về không gian bên ngoài bằng cách dịch dữ liệu kỹ thuật số thành hình ảnh tuyệt đẹp, Trung tâm Tia X Chandra (CXC) của NASA đã tiến thêm một bước bằng cách công bố một dự án 'sonification' mới giúp chuyển đổi dữ liệu từ hình ảnh thiên văn thành âm thanh.

Giờ đây, người dùng có thể ‘nghe’ các hình ảnh của Trung tâm Thiên hà, phần còn lại của một siêu tân tinh có tên là Cassiopeia A, cũng như Tinh vân Trụ cột của Sự sáng tạo, tất cả đều nằm trong khu vực cách Trái đất khoảng 26.000 năm ánh sáng. Dữ liệu đã được thu thập bởi Đài quan sát Chandra X-Ray của NASA, Kính viễn vọng Không gian Hubble và Kính viễn vọng Không gian Spitzer - mỗi dữ liệu được thể hiện bằng một 'nhạc cụ' khác nhau.

Sonification dữ liệu là gì?

Sonification dữ liệu đề cập đến việc sử dụng các giá trị âm thanh để biểu diễn dữ liệu thực. Nói một cách đơn giản, nó là phiên bản thính giác của trực quan hóa dữ liệu. Ví dụ: trong dự án Chandra gần đây của NASA, dữ liệu được biểu diễn bằng một số nốt nhạc. Với dự án thu thập dữ liệu này, giờ đây người dùng có thể trải nghiệm các hiện tượng khác nhau được chụp trong các hình ảnh thiên văn như một trải nghiệm âm thanh. Sự ra đời của một ngôi sao, một đám mây bụi hoặc thậm chí một lỗ đen giờ đây có thể được ‘nghe thấy’ dưới dạng âm thanh có cường độ cao hoặc thấp.

NASA đã làm cách nào để chuyển các hình ảnh thiên văn sang âm thanh?

Các kính thiên văn ở xa của NASA trong không gian thu thập dữ liệu kỹ thuật số vốn có, ở dạng số một và số 0, trước khi chuyển đổi chúng thành hình ảnh. Hình ảnh về cơ bản là sự thể hiện trực quan của ánh sáng và bức xạ có bước sóng khác nhau trong không gian mà mắt người không thể nhìn thấy được.

Dự án Chandra đã tạo ra một bản hòa tấu thiên thể bằng cách dịch cùng một dữ liệu thành âm thanh. Cao độ và âm lượng được sử dụng để biểu thị độ sáng và vị trí của một thiên thể hoặc hiện tượng. Cho đến nay, các nhà thiên văn học đứng sau Dự án Chandra đã đưa ra ba ví dụ được thực hiện bằng cách sử dụng dữ liệu thu thập từ một số đặc điểm khác biệt nhất trên bầu trời - Trung tâm Thiên hà, Cassiopeia A và Tinh vân Trụ cột.

Trung tâm thiên hà

Ví dụ đầu tiên là Trung tâm Thiên hà, là trung tâm quay của thiên hà Milky Way. Nó bao gồm một tập hợp các thiên thể - neutron và các sao lùn trắng, các đám mây bụi và khí, và đáng chú ý nhất là một lỗ đen siêu lớn có tên là Sagittarius A *, nặng gấp bốn triệu lần khối lượng của mặt trời.
Dựa trên dữ liệu được thu thập bởi Đài quan sát tia X Chandra và Kính viễn vọng không gian Hubble và Spitzer, một hình ảnh được hiển thị bằng cách sử dụng tia X, ánh sáng khả kiến ​​và tia hồng ngoại trước khi được chuyển thành âm thanh. Quá trình dịch bắt đầu ở phía bên trái của hình ảnh và sau đó chuyển sang bên phải. Các ngôi sao và các nguồn nhỏ gọn khác được biểu diễn bằng cách sử dụng các nốt ngắn riêng lẻ, trong khi âm thanh vo ve dài hơn được sử dụng để biểu thị các đám mây khí và bụi. Tất cả hình thành lên đến đỉnh điểm, diễn ra xung quanh vùng sáng ở phía dưới bên phải của hình ảnh nơi tọa lạc của Nhân Mã A *.

Cassiopeia A

Nằm cách Trái đất khoảng 11.000 năm ánh sáng ở phía bắc chòm sao Cassiopeia, Cassiopeia A là một trong những tàn tích nổi tiếng nhất của một ngôi sao lớn từng bị phá hủy bởi một vụ nổ siêu tân tinh cách đây khoảng 325 năm, theo NASA. Hình ảnh cho thấy tàn dư của siêu tân tinh là một quả cầu gồm các sợi màu khác nhau. Mỗi màu đại diện cho một nguyên tố cụ thể - màu đỏ được sử dụng cho silic, màu vàng cho lưu huỳnh, màu tím biểu thị sắt, trong khi màu xanh lá cây được sử dụng cho canxi. Mỗi sợi này cũng được gán âm thanh độc đáo của riêng nó.

Không giống như sự hợp nhất của Trung tâm thiên hà, nơi bản dịch phát từ trái sang phải, ở đây âm thanh di chuyển ra ngoài từ trung tâm của cấu trúc hình tròn.

Giải thích nhanhbây giờ là trênTelegram. Nhấp chuột vào đây để tham gia kênh của chúng tôi (@ieexplained) và luôn cập nhật những thông tin mới nhất

Các trụ cột của sự sáng tạo

Các Trụ cột Sáng tạo mang tính biểu tượng nằm ở trung tâm của Tinh vân Đại bàng, còn được gọi là Messier 16. Kính viễn vọng Ngôi sao Hubble được sử dụng để chụp ảnh cấu trúc thiên thể, bao gồm các tháp bụi và khí vũ trụ. Ở đây cũng vậy, các màu sắc khác nhau được sử dụng để đại diện cho các nguyên tố - xanh lam cho oxy, đỏ cho lưu huỳnh và xanh lá cây cho cả nitơ và hydro.

Giống như với Trung tâm thiên hà, bản dịch âm thanh này cũng phát từ trái sang phải. Tuy nhiên, âm thanh có một hiệu ứng kỳ lạ, với những tiếng huýt sáo rõ ràng tượng trưng cho các vì sao và tiếng hú trầm cho thấy sự hiện diện của các đám mây khí. NASA cho biết trong một bài đăng blog gần đây, người dùng có tùy chọn nghe cả ba hình ảnh cùng một lúc, trong đó mỗi kính thiên văn chơi một nhạc cụ khác nhau hoặc riêng lẻ như một bản solo, NASA cho biết trong một bài đăng trên blog gần đây.

Đừng bỏ lỡ từ Giải thích | NASA đang có kế hoạch đưa con người lên mặt trăng một lần nữa vào năm 2024; đây là cách

Tại sao dự án sonification này lại hữu ích?

Dự án sonification do Trung tâm tia X Chandra phối hợp với NASA’s Universe of Learning Program (UoL) đứng đầu, nhằm mục đích đưa nội dung khoa học của NASA vào môi trường học tập một cách hiệu quả và hiệu quả cho người học ở mọi lứa tuổi. Trong nhiều năm, NASA đã nỗ lực hướng tới việc cung cấp dữ liệu về không gian cho nhiều đối tượng hơn. Theo một tuyên bố của nhóm Chandra, các dự án sonification như thế này cho phép khán giả - bao gồm cả cộng đồng người khiếm thị - trải nghiệm không gian thông qua dữ liệu.

Chia Sẻ VớI BạN Bè CủA BạN: