science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Avonturen in akoestische kosmologie

Optical Hubble Space Telescope-opname van de antenne-sterrenstelsels overlay met een radio-opname gemaakt door ALMA. In het ‘beeld’, elke pixel vertegenwoordigt in feite een spectrum van frequenties over het elektromagnetische radiospectrum:het 'beeld' is eigenlijk een datakubus. Krediet:ALMA / ESO / NAOJ / NRAO / ESA / NASA / STScI

Een project dat onderzoekt of er een muzikaal equivalent is voor de kromming van ruimtetijd, wordt op donderdag 6 juli gepresenteerd door Gavin Starks tijdens de National Astronomy Meeting aan de Universiteit van Hull.

Starks, die een achtergrond heeft in radioastronomie en elektronische muziek, werkt al meer dan 20 jaar aan de ontwikkeling van een 'akoestische kosmologie' in samenwerking met Prof Andy Newsam van de Liverpool John Moores University. Hun doel is om te testen of wiskundige relaties die kosmologie en kwantummechanica beschrijven, kunnen worden toegepast op een sonisch universum, of 'sonivers'.

Starks legt uit:"Als we kijken naar de manier waarop muziek is geëvolueerd van middeleeuws volkslied tot de algoritmen die de huidige hitparades genereren, we kunnen parallellen zien ontstaan ​​in de manier waarop we muziek en beschrijvingen van onze perceptie van het universum beschrijven. We kunnen nu vanaf het begin nieuwe soorten geluid creëren - elektronische geluiden die voorheen gewoon niet konden bestaan. Het doet ons nadenken over een digitale geluidswereld die we niet kunnen betreden, omdat het fysiek niet bestaat. De vraag is:wat nu?

"We beginnen volledig nieuwe manieren te ontwikkelen om de microstructuur van geluid te manipuleren, evenals de macro-omgeving waarin we het ervaren. Dit roept vragen op over de vraag of we een soniversum kunnen creëren op basis van een reeks fundamentele vergelijkingen, op dezelfde manier dat we wiskundige modellen van het universum kunnen maken."

Beginnend met een enkele golflengte 'sonon', een fundamenteel deeltje in het soniversum equivalent aan een foton, Starks heeft geprobeerd de eigenschappen ervan te definiëren en de fysica die erop van toepassing kan zijn. Het initiële model van 'golftijd' van het project heeft drie onafhankelijke dimensies:de individuele sonongolflengte, instrumenttijd (de duur dat een individueel instrument speelt) en speeltijd (duur gelijk aan de lengte van een individueel stuk).

Sommige van de tot nu toe onderzochte relaties zijn causaal (d.w.z. de fysica is consistent binnen het soniversum) en sommige zijn esthetisch (d.w.z. ze beschrijven een subjectieve muzikale constructie). Velen hebben directe parallellen in het fysieke universum. Bijvoorbeeld, de luisteraar in het soniversum is analoog aan de waarnemer in de kwantummechanica:een sonon wordt pas muzikaal of niet als hij wordt gehoord. Een tijdelijke zwaartekracht maakt het clusteren van sonons mogelijk om ritmes of muzikale frases te creëren. Golftijd kan worden gebogen door clusters van sononen, op dezelfde manier dat de zwaartekracht de ruimte-tijd in het universum vervormt.

Starks is van mening dat het samenbrengen van geavanceerde wetenschap en begrip van muzikale structuur de mogelijkheid voor ontdekkingen creëert:"Er is een lange gemeenschappelijke geschiedenis tussen natuurkunde en muziek, mensen bouwden bijvoorbeeld zuilen in kathedralen op een hoogte gekoppeld aan de resonantiefrequentie, zelfs voordat ze de aard van drukdynamiek begrepen. Het is een relatief recent fenomeen dat kunst en wetenschap als verschillende disciplines worden behandeld. Door ze weer bij elkaar te brengen, en het creëren van een gemeenschappelijke taal, we kunnen verschillende manieren vinden om zowel muziek als kosmologie te interpreteren en na te denken."

Newsam voegt toe:"Als astronomen, onze ervaring van het universum is in wezen visueel - beelden, grafieken, enzovoort. Met het soniversum, we hopen een nieuwe manier te creëren om de kosmos te waarderen, met behulp van onze instinctieve greep van muziek en toon om relaties tussen verschillende objecten en kosmologische modellen te onderzoeken."