Solen er livgivende, kraftig, fjern og litt ukjent for de fleste av oss. Men nå kan den eteriske skjønnheten - og den sterke rasen - fra vårt solsystemets største stjerne oppleves tett, i superhøy definisjon og øye-popping farge, takket være en videoinstallasjon som er en del vitenskapsleksjon og delkunst.
Den 7-til-6-fots videoveggen ved Smithsonian's National Air and Space Museum lukker gapet på 93 millioner kilometer mellom jorden og solen. Skjermoppløsningen, med 4.096 x 4.096 piksler, er mer enn det dobbelte av den typiske HD-TVen. Videoen, vist i løkker, er en sammenslåing av en forbløffende mengde sanntidsdata; seere av "Dynamic Sun" -installasjonen kan være vitne til koronale løkker, solflekker, solfakkel og andre solaktiviteter innen 24 timer etter at de oppstod.
Den teknologiske bragden er hjernen til to Smithsonian-astrofysikere som bestemte at det ikke var noen grunn til at vitenskap ikke også kunne være kunstnerisk.
"Jeg tror det er engasjerende selv om du ikke forstår hva du ser, " sier Henry "Trae" Winter III - hovedarkitekten for prosjektet - fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Når noen tar inn skjermen, "det overskrider kunnskap og virkelig treffer den menneskelige opplevelsen, " sier han.
"Et visuelt som dette er alltid bra for å få den følelsen av undring ut av mennesker, " sier Vinters kollega og medarkitekt Mark Weber.
Skjermoppløsningen, med 4.096 x 4.096 piksler, er mer enn det dobbelte av den typiske HD-TVen. (Brendan McCabe) Men han vil også at de skal se de stadig skiftende og dynamiske aspektene ved Solen. "Visuelt har folk en veldig flat utsikt over solen, " sier Weber. Målet er å få dem til å "erstatte det bildet i tankene og forstå at det er hele dette andre aspektet av solen som er vakkert og komplisert."
Han og Winter ønsker å spre evangeliet og nå så mange mennesker som mulig. Videoveggen på Air and Space Museum vil være utstilt gjennom 2019, de bygger en annen som skal leveres i 2018 for åpningen av det ombygde Cleveland Museum of Natural History, og de stiller opp finansieringen for en vegg på Cambridge Public Bibliotek i Massachusetts.
"Visuelt har folk en veldig flat utsikt over solen, " sier Mark Weber, en av Dynamic Suns skapere. Målet er å få dem til å "erstatte det bildet i tankene og forstå at det er hele dette andre aspektet av solen som er vakkert og komplisert." (Brendan McCabe) Å ta et kort fra videospillere
Vinteren har alltid vært en klager. Når budsjettene har blitt stramme - som de pleier å gjøre - har vinter gjort seg til det han kunne skrape og skrape sammen.
Ankomsten av Atmospheric Imaging Assembly (AIA) presenterte et nytt sett med utfordringer. AIA - bygget i fellesskap av Lockheed Martins Advanced Technology Center og Smithsonian Astrophysical Observatory - er et kraftig sett med fire parallelle teleskoper som er i stand til å ta bilder av solen hvert 10. sekund, på 10 forskjellige kanaler.
Enheten ble montert på NASAs Solar Dynamics Observatory, en orbiter som ble lansert i 2010.
Observatoriet er en bragd i seg selv. Det er i en bane - kalt geosynkron, rundt 22 000 mil over jorden - som tillater kontinuerlig observasjon av sola og samtidig kontinuerlig nedlasting av dataene. Målet er å gi forskere mer informasjon om solens innflytelse på jorden, og AIAs bilder gir dem et stort vindu inn i solens livssyklus og dens idiosynkrasier. Det er også det fulle bildet noensinne.
I motsetning til tidligere oppdrag, som bare ga delvis utsikt over solen, "Du får se hele sola hele tiden, " sier Weber.
Solen er en enorm gassball, men det kan være mange forskjellige temperaturer samtidig, fra 10.000–27 millioner grader Fahrenheit. Bølgelengdene tilsvarer disse temperaturene, men det er ingen farger forbundet med dem. Så forskere legger til farge som en nøkkel for å hjelpe til med forskning og forståelse. (Brendan McCabe) Smithsonian-astrofysikerne trengte å gi mening om det enorme bildet; AIA spytter ut to terabyte med data om dagen, sier Weber. Det må også integreres med observasjoner fra andre solsatellitter, og i henhold til NASAs charter, deles med forskere over hele verden. De bestemte seg for å opprette en kommandokonsoll for bruk ved Smithsonian Astrophysics Observatory: den første videoveggen.
Det var ikke noen offisielle penger for å gjøre det, så Winter bygde det selv ved hjelp av verktøyene som var tilgjengelig for den gjennomsnittlige spilleren. "Jeg kunne kjøpe disse skjermkortene for hundrevis av dollar og gjort jobbene til en datamaskin på ti tusen dollar, " sier Winter.
"Kortene har blitt så kraftige og rimelige at jeg kan kjøre et stort antall strømmer som synkroniseres perfekt sammen, " sier han. Det ferdige produktet var "ett vakkert lerret."
Det fanget også øyet av en besøgende Smithsonian-tjenestemann som bemerket at det ville være flott å ha et installert på et av institusjonens flaggskipmuseer på National Mall i Washington.
Denne gangen var det et lite beløp - $ 200 000 fra tilskudd fra Smithsonian og NASA - men Winter og Weber måtte fremdeles cobble sammen tid og ressurser for å gjøre videomuren til Air and Space Museum til virkelighet.
Men, sier Weber, "Bare fordi fargen er vilkårlig, betyr ikke det at bildet er vilkårlig." Han vil ikke at seerne skal tro at de bare er datamaskingenerert grafikk; de er den virkelige avtalen med farger som er lagt til for interesse. (Brendan McCabe) Mye innsats har også gått for å finne ut hvordan du kan komprimere dataene til filmfiler og flytte filene rundt i verden uten å krasje en server, sier Weber. Han og Winter utviklet sammen med noen kolleger programvare som gjorde det mulig å overføre filmene og automatisere hele prosessen. Likevel tar det nesten 12 timer å laste ned en enkelt film (som inneholder flere videosløyfer) til Air og Space Museum-serverne hver dag. Det gjøres alltid over natten for å unngå krasj på dagtid.
Filmen er sluttpunktet for en flerstegsprosess som starter med dataene som er samlet inn av AIA. Teleskopet sender isolerte datapakker kontinuerlig til et laboratorium i White Sands, New Mexico. Den laben sender deretter diskrete pakker til Stanford, der de settes sammen til et bildeformat. Stanford arkiverer bildene automatisk og gir dem til forskere på forespørsel. Siden det er så mye data, er det flere serverknutepunkter rundt om i verden - og Smithsonian Observatory er et viktig knutepunkt for å dele dataene med kollegene. Winter og Weber trykker også direkte på elven med data for å sette sammen de daglige filmene.
Winter og Weber deler dataene med partnerne sine rundt om i verden, og de begynner også å sette sammen filmene til Air and Space Museums videovegg. Det innebærer å "fargelegge" bildene - legge til rødt, gult, lilla eller grønt for å representere forskjellige temperaturer.
Solen er en enorm gassball, men det kan være mange forskjellige temperaturer samtidig, fra 10.000–27 millioner grader Fahrenheit. AIA fanger bølgelengdene som tilsvarer disse temperaturene, men det er ingen farger tilknyttet dem. Så forskere legger til farge som en nøkkel for å hjelpe til med forskning og forståelse.
Fargene skaper også for noen ganske intense bilder. Når videoen beveger seg gjennom temperaturene, skaper den et kalejdoskop med skiftende farger.
Men, sier Weber, "Bare fordi fargen er vilkårlig, betyr ikke det at bildet er vilkårlig." Han vil ikke at seerne skal tro at de bare er datamaskingenerert grafikk; de er den virkelige avtalen med farger som er lagt til for interesse.
De to forskerne har også lagt til en ekte representasjon av jorden; solens diameter er 109 ganger jordens, noe som betyr at noe som en million jordene kan passe inne i solen.
Det er fantastisk fordi jorden bare er en liten flekk i nederste hjørne av videoen. "Du forstår litt bedre vår plass i universet, " sier Winter.
Museet er normalt kaotisk med mange energiske barn. Det meste noen bruker på en bestemt vare er 30 sekunder, sier kurator David DeVorkin. Men med Dynamic Sun, er "langetiden lengre enn hva vi vanligvis ser - den går noen ganger opp til noen minutter." (Brendan McCabe) Et kunstnerisk forsøk
Og det er kunstens natur - for å få oss til å stille spørsmål ved vår erfaring, lure på vår menneskelighet og inspirere oss til å vite mer.
Winter blir i økende grad bedt om å kommentere Dynamic Sun som et kunstverk. I april deltok han på et Harvard-seminar, "Art, Technology, Psyche", og holdt et foredrag med tittelen "Big Data to Big Art."
"Jeg har begynt å bære basker, " sier han halvt spøkefullt, fordi han anser seg som en kunstner. Lidenskapen og kreativiteten mellom kunst og vitenskap deles, sier han og legger til, "Vitenskap er faktisk vakker."
Video-veggen Dynamic Sun er uten tvil kunst, sier Matilda McQuaid, en kurator ved Cooper Hewitt, Smithsonian Design Museum i New York City. Hun og en medkurator snublet i utgangspunktet på videoveggen da de lette etter ting å sette i en utstilling for å gjenåpne Cooper Hewitt etter en tre år lang renovering. De oppsøkte stykker fra Smithsonians samling og ble fascinert av Astrophysics Observatory. På et besøk i observatoriet så de Winter og Webers egen videovegg.
Det var "det vakreste stykke vi hadde sett på lenge, " sier McQuaid. Cooper Hewitt ga Winter og Weber i oppdrag å lage en ny videovegg, og fortalte dem at “Dynamic Sun” ville være midtpunktet i utstillingen “Tools: Extending Our Reach”, som åpnet i desember 2014.
Den 7-til-6-fots installasjonen ble plassert ved siden av et stykke kalt “Controller of the Universe” som inneholdt en samling av håndverktøy som ga museumsgivers følelsen av å være mesteren av deres domene. Men når de snudde seg, så de den lille jorden ved siden av den enorme solen. "Du forstår at vi ikke er universets kontroller, " sier McQuaid. "Det er veldig ydmykende - hvor små vi er."
Den visuelle appellen til veggen (utstillingen er nå stengt) var "øyeblikkelig", sier hun. Det var ikke så tydelig som hvorfor det ble ansett som et verktøy; det var lite forklarende tekst. Men teksten fortalte besøkende at dataene som gikk inn i videoene var et verktøy for å hjelpe astrofysikere til å knytte endringer på solen til hendelser på jorden.
Video-veggen Dynamic Sun er uten tvil kunst, sier Matilda McQuaid, en kurator ved Cooper Hewitt, Smithsonian Design Museum, i New York City. (Brendan McCabe) Mange mennesker forstår ikke den koblingen, sier David DeVorkin, en medetterforsker på Dynamic Sun som også er kurator ved Air and Space Museum. "Når sola burper eller hikker, får jorden forkjølelse, " sier han.
I 1859 førte for eksempel en bluss observert av den britiske astronomen Richard Carrington til en enorm magnetisk puls som ødela telegrafsystemer og skapte fargerike auroras over hele planeten. Det har vært andre fakler siden, utslått telefontjeneste og elektriske kraftverk.
Denne typen koblinger til utstillingen Dynamic Sun - og bakhistorien om hvordan den ble utviklet - er ikke laget på Air and Space Museum, men vil bli det til slutt.
Selv uten den pedagogiske komponenten får besøkende tilgang. Museet er normalt kaotisk med mange energiske barn. Det mest noen bruker på en bestemt vare er 30 sekunder, sier DeVorkin. Men med Dynamic Sun, er "langetiden lengre enn hva vi normalt ser - den går noen ganger opp til noen minutter."
Det er spennende for Weber og Winter. For Weber handler det om å finne måter å engasjere mennesker i vitenskap på. Å ha Dynamic Sun på Air and Space Museum vil øke det engasjementet enormt. "Så mange øyeballer kommer til å se det, " sier han.
Winter sier at Dynamic Sun "har vært et lidenskapsprosjekt, " og la til, "Jeg har definitivt ikke gjort det for de gale videovegg-pengene der ute." Å ha det vist på Air and Space, som han kaller "en av de mest ærefryktfulle stedene på planeten, er, sier han, "oppnåelsen av livet."
