Le soleil est source de vie, puissant, distant et un peu inconnu pour la plupart d’entre nous. Mais maintenant, la beauté éthérée - et la fureur puissante - de la plus grande étoile de notre système solaire peut être vécue de près, en haute définition et dans des couleurs éclatantes, grâce à une installation vidéo faisant à la fois de la science et de la performance.
Le mur vidéo du musée national de l'air et de l'espace du Smithsonian, d'une largeur de 7 pieds sur 6 pieds, ferme le fossé de 150 millions de kilomètres entre la Terre et le Soleil. La résolution d'affichage (4 096 x 4 096 pixels) est plus du double de celle d'un téléviseur haute définition typique. La vidéo, présentée sous forme de boucles, est une fusion d'une quantité étonnante de données en temps réel. les téléspectateurs de l’installation «Dynamic Sun» peuvent assister aux boucles coronales, aux taches solaires, aux éruptions solaires et à d’autres activités solaires dans les 24 heures qui suivent leur apparition.
L’exploration technologique a été conçue par deux astrophysiciens du Smithsonian qui ont décidé qu’il n’y avait aucune raison pour que la science ne soit pas aussi astucieuse.
«Je pense que c'est attrayant, même si vous ne comprenez pas ce que vous voyez», déclare Henry «Trae» Winter III - l'architecte principal du projet - du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Quand quelqu'un assiste à l'affichage, «cela transcende les connaissances et touche vraiment l'expérience humaine», dit-il.
«Un visuel comme celui-ci est toujours utile pour que les gens se sentent émerveillés», déclare Mark Weber, collègue et co-architecte de Winter.
La résolution d'affichage (4 096 x 4 096 pixels) est plus du double de celle d'un téléviseur haute définition typique. (Brendan McCabe) Mais il souhaite également qu'ils voient les aspects toujours changeants et dynamiques du Soleil. «Visuellement, les gens ont une vue très plate du soleil», explique Weber. L’objectif est de les faire «remplacer cette image dans leur esprit et comprendre qu’il existe tout cet autre aspect du soleil, beau et compliqué».
Lui et Winter veulent répandre cet évangile et toucher le plus grand nombre de personnes possible. Le mur vidéo du musée de l'air et de l'espace sera exposé jusqu'en 2019, il en construit un autre qui sera livré en 2018 pour l'ouverture du musée d'histoire naturelle de Cleveland reconstruit, et ils préparent actuellement le financement d'un mur au Cambridge Public Bibliothèque dans le Massachusetts.
«Visuellement, les gens ont une vue très plate du soleil», déclare Mark Weber, l'un des créateurs du Dynamic Sun. L’objectif est de les amener «à replacer cette image dans leur esprit et à comprendre qu’il existe tout cet autre aspect du soleil, beau et compliqué.» (Brendan McCabe) Prendre une carte de joueurs vidéo
L'hiver a toujours été un bricoleur. Lorsque les budgets sont devenus serrés - comme ils ont tendance à le faire -, Winter s'est contenté de ce qu'il pouvait chercher et rassembler.
L'avènement de l'Assemblée d'imagerie atmosphérique (AIA) a présenté un nouvel ensemble de défis. L'AIA, construite conjointement par le centre de technologie avancée de Lockheed Martin et le Smithsonian Astrophysical Observatory, est un ensemble puissant de quatre télescopes parallèles capables de prendre des photos du soleil toutes les 10 secondes, sur 10 canaux différents.
L'appareil a été monté sur l'observatoire Solar Dynamics de la NASA, un orbiteur lancé en 2010.
L'Observatoire est un exploit en soi. C’est sur une orbite, appelée géosynchrone, située à quelque 22 000 km de la Terre, qui permet d’observer en permanence le Soleil et de télécharger simultanément ses données. L'objectif est de donner aux scientifiques plus d'informations sur l'influence du Soleil sur la Terre et les images de l'AIA leur donnent une grande fenêtre sur le cycle de vie du Soleil et ses particularités. C'est aussi l'image la plus complète jamais.
Contrairement aux missions précédentes, qui ne donnaient qu'une vue partielle du soleil, «vous pouvez voir tout le soleil tout le temps», dit Weber.
Le Soleil est une énorme boule de gaz, mais il peut y avoir plusieurs températures différentes en même temps, allant de 10 000 à 27 millions de degrés Fahrenheit. Les longueurs d'onde correspondent à ces températures, mais aucune couleur n'y est associée. Les scientifiques ajoutent donc la couleur en tant que clé pour faciliter leurs recherches et leur compréhension. (Brendan McCabe) Les astrophysiciens du Smithsonian avaient besoin de donner un sens à cet immense tableau. L'AIA crache environ deux téraoctets de données par jour, dit Weber. Il doit également être intégré aux observations d'autres satellites solaires et, conformément à la charte de la NASA, communiqué à des scientifiques du monde entier. Ils ont décidé de créer une console de commande destinée à être utilisée par le Smithsonian Astrophysics Observatory: le premier mur vidéo.
Il n'y avait pas d'argent officiel pour le faire, donc Winter l'a construit lui-même en utilisant les outils disponibles pour le joueur moyen. «Je pourrais acheter ces cartes vidéo pour des centaines de dollars et faire le travail d'un ordinateur de 10 000 dollars», explique Winter.
«Les cartes sont devenues si puissantes et peu coûteuses que je peux gérer un grand nombre de flux parfaitement synchronisés», explique-t-il. Le produit fini était «une belle toile».
Il a également attiré l'attention d'un responsable du Smithsonian en visite, qui a déclaré qu'il serait formidable d'en installer un dans l'un des musées phares de l'institution situé dans le National Mall à Washington.
Cette fois, il y avait une petite somme d'argent - 200 000 $ de subventions de Smithsonian et de la NASA - mais Winter et Weber devaient encore concocter du temps et des ressources pour que le mur d'images du musée de l'air et de l'espace devienne une réalité.
Mais, ajoute Weber, «le fait que la couleur soit arbitraire ne signifie pas pour autant que l'image est arbitraire.» Il ne veut pas que les téléspectateurs pensent qu'ils ne sont que des graphiques générés par ordinateur. ils sont la vraie affaire avec la couleur ajoutée pour l'intérêt. (Brendan McCabe) De plus, beaucoup d'efforts ont été déployés pour trouver comment compresser les données dans des fichiers vidéo et les déplacer dans le monde entier sans faire planter un serveur, explique Weber. Lui et Winter, avec quelques collègues, ont développé un logiciel permettant de transmettre les films et d’automatiser l’ensemble du processus. Néanmoins, il faut presque 12 heures pour télécharger un seul film (qui contient plusieurs boucles vidéo) sur les serveurs du Musée de l'air et de l'espace chaque jour. C'est toujours fait du jour au lendemain pour éviter les accidents de la journée.
Le film est le point final d'un processus en plusieurs étapes qui commence par les données recueillies par l'AIA. Le télescope envoie des paquets de données isolés en continu à un laboratoire de White Sands, au Nouveau-Mexique. Ce laboratoire envoie ensuite des paquets discrets à Stanford, où ils sont réassemblés dans un format d'image. Stanford archive automatiquement les images et les donne aux chercheurs sur demande. Comme il y a tellement de données, il existe plusieurs concentrateurs de serveurs dans le monde - et le Smithsonian Observatory est un concentrateur essentiel pour le partage des données avec des collègues. Winter et Weber exploitent également directement la rivière de données pour assembler les films quotidiens.
Winter et Weber partagent les données avec leurs partenaires du monde entier et commencent également à assembler les films pour le mur d'images du musée de l'air et de l'espace. Cela implique de «coloriser» les images - en ajoutant du rouge, du jaune, du violet ou du vert pour représenter différentes températures.
Le Soleil est une énorme boule de gaz, mais il peut y avoir plusieurs températures différentes en même temps, allant de 10 000 à 27 millions de degrés Fahrenheit. L'AIA capture les longueurs d'onde qui correspondent à ces températures, mais aucune couleur n'y est associée. Les scientifiques ajoutent donc la couleur en tant que clé pour faciliter leurs recherches et leur compréhension.
Il arrive également que les couleurs créent des effets visuels assez intenses. Lorsque la vidéo se déplace à travers les températures, elle crée un kaléidoscope de couleurs changeantes.
Mais, ajoute Weber, «le fait que la couleur soit arbitraire ne signifie pas pour autant que l'image est arbitraire.» Il ne veut pas que les téléspectateurs pensent qu'ils ne sont que des graphiques générés par ordinateur. ils sont la vraie affaire avec la couleur ajoutée pour l'intérêt.
Les deux scientifiques ont également ajouté une représentation fidèle de la Terre; Le diamètre du Soleil est 109 fois celui de la Terre, ce qui signifie qu'un million de Terre pourrait tenir dans le Soleil.
C'est étonnant parce que la Terre n'est qu'un mince point dans le coin inférieur de la vidéo. «Vous comprenez un peu mieux notre place dans l'univers», dit Winter.
Le musée est normalement chaotique avec beaucoup d'enfants énergiques. Le conservateur David DeVorkin déclare que le temps que dépensent au maximum un article en 30 secondes est de 30 secondes. Mais avec le Dynamic Sun, "le temps d'attente est plus long que ce que nous voyons normalement - il peut aller jusqu'à quelques minutes." (Brendan McCabe) Une entreprise artistique
Et c’est la nature de l’art: nous amener à remettre en question notre expérience, à nous interroger sur notre humanité et à nous inciter à en savoir plus.
On demande de plus en plus à Winter de commenter Dynamic Sun en tant qu'œuvre d'art. En avril, il a participé à un séminaire à Harvard intitulé «Art, Technology, Psyche», dans le cadre d’une conférence intitulée «Big Data to Big Art».
«J'ai commencé à porter un béret», dit-il en plaisantant à moitié, parce qu'il se considère comme un artiste. La passion et la créativité entre art et science sont partagées, ajoute-t-il, ajoutant: «La science est vraiment belle».
Le mur vidéo Dynamic Sun est sans aucun doute un art, dit Matilda McQuaid, conservatrice du Cooper Hewitt, du Smithsonian Design Museum à New York. Elle-même et un co-curateur sont tombés sur le mur vidéo quand ils cherchaient des éléments à présenter dans une exposition pour rouvrir la Cooper Hewitt après trois années de rénovation. Ils cherchaient des pièces de la collection du Smithsonian et étaient intrigués par l'observatoire d'astrophysique. Lors d'une visite à l'observatoire, ils ont vu le mur vidéo interne de Winter et Weber.
C'était «la plus belle pièce que nous ayons vue depuis longtemps», déclare McQuaid. Cooper Hewitt a chargé Winter et Weber de réaliser un nouveau mur vidéo et leur a dit que «Dynamic Sun» serait la pièce maîtresse de l'exposition «Tools: Extending Our Reach», qui a ouvert ses portes en décembre 2014.
L'installation de 7 pieds par 6 pieds a été placée à côté d'une pièce intitulée «Contrôleur de l'univers», qui présente un assemblage d'outils à main qui donne à l'utilisateur de musée le sentiment d'être le maître de son domaine. Mais, se retournant, ils virent la Terre minuscule à côté de l'énorme Soleil. "Vous comprenez que nous ne contrôlons pas l'univers", déclare McQuaid. "C'est très humiliant, comme nous sommes petits."
L'attrait visuel du mur (l'exposition est maintenant fermée) était «instantané», dit-elle. Il n’était pas aussi évident de comprendre pourquoi cela était considéré comme un outil; il y avait peu de texte explicatif. Cependant, le texte indiquait aux visiteurs que les données consignées dans les vidéos étaient un outil permettant aux astrophysiciens d’établir un lien entre les changements survenus dans le Soleil et les événements sur Terre.
Le mur vidéo Dynamic Sun est sans aucun doute un art, dit Matilda McQuaid, conservatrice au Cooper Hewitt, du Smithsonian Design Museum, à New York. (Brendan McCabe) De nombreuses personnes ne comprennent pas ce lien, déclare David DeVorkin, co-chercheur de Dynamic Sun et conservateur du Musée de l'air et de l'espace. «Lorsque le soleil cogne ou qu'il a le hoquet, la Terre attrape un rhume», dit-il.
En 1859, par exemple, une fusée éclairante observée par l'astronome britannique Richard Carrington provoqua une énorme impulsion magnétique qui détruisit les systèmes télégraphiques et créa des aurores colorées sur toute la planète. Depuis lors, il y a eu d'autres éruptions, mettant hors service le service téléphonique et les centrales électriques.
Ce type de lien avec l'exposition Dynamic Sun - et l'historique sur son développement - n'a pas été créé au Musée de l'air et de l'espace, mais le sera éventuellement.
Même sans la composante éducative, les visiteurs sont enchantés. Le musée est normalement chaotique avec beaucoup d'enfants énergiques. DeVorkin déclare que le maximum de dépenses en articles est de 30 secondes. Mais avec le Soleil dynamique, «le temps d’attente est plus long que ce que nous voyons habituellement, il peut aller jusqu’à quelques minutes».
C'est excitant pour Weber et l'hiver. Pour Weber, il s’agit de trouver des moyens de faire participer les gens à la science. Avoir Dynamic Sun au musée de l'air et de l'espace renforcera énormément cet engagement. «Tant de globes oculaires vont le voir», dit-il.
Winter affirme que Dynamic Sun "a été un projet passionnant", ajoutant: "Je ne l'ai certainement pas fait pour l'argent fou du mur vidéo". L'afficher à Air and Space, qu'il appelle "l'un des la plupart des endroits les plus impressionnants de la planète », est, dit-il, « la réalisation de toute une vie ».
