Professor Roberto Trotta van het Department of Physics van het Imperial College London is een theoretisch natuurkundige van opleiding en astrofysicus van beroep. Zijn werk onderzoekt hoe statistieken en machine learning ons kunnen helpen complexe datasets van telescopen op aarde en in de ruimte om te zetten in real-life inzichten.

Bijna vier jaar geleden hield hij zijn oratie bij Imperial. Nu is hij een gastprofessor die ons in staat wil stellen de lucht en de sterren te waarderen. Zijn nieuwste boek, 'Starborn', werd onlangs uitgeroepen tot BBC Radio 4's Boek van de Week.

We spraken met hem om erachter te komen wat de sterren, de lucht en alles daartussenin de mensheid te bieden hebben, en waarom we ernaar moeten streven om voor onze planeet te zorgen, zodat we nog steeds naar de sterren kunnen kijken.

Als ik aan ruimtewetenschappers denk, denk ik niet meteen aan machinaal leren en big data. Kun je uitleggen waarom we big data en AI gebruiken om de wereld boven ons te onderzoeken?

Machine learning en kunstmatige intelligentie zijn essentieel geworden bij het leren over ons universum. Galileo en anderen keken ooit door de telescopen en tekenden wat ze zagen, en jaren later inspecteerden vrouwelijke astronomen op het Harvard Observatory honderdduizenden sterren en sterrenstelsels door middel van beelden. Vanwege de complexiteit en de enorme omvang van de gegevens die we nu hebben, hebben we computers nodig om wetenschappelijke betekenis te ontlenen aan de zondvloed die is verzameld door telescopen in de ruimte en op aarde.

Een van de grote grensgebieden van mijn vakgebied is precies dat. We onderzoeken hoe kunstmatige intelligentie (AI) het universum voor ons kan begrijpen. We krijgen steeds meer gegevens binnen, maar de vraag is:wat betekent dit allemaal? En dat is waar de statistieken en machine learning in beeld komen.

Kun je mij uitleggen wat je probeert te achterhalen, en wat mensen hopen te ontdekken met dit werk?

Verschillende mensen zijn in verschillende dingen geïnteresseerd. Mijn onderzoek richt zich op drie hoofdgebieden:wat er gebeurde in de eerste fractie van de tweede van de oerknal, hoe donkere materie en donkere energie zich gedragen, en begrijpen waaruit het universum is gemaakt.

Het universum bestaat voor 25% uit donkere materie en 70% uit donkere energie – die samen maar liefst 95% van het universum uitmaken – maar we hebben weinig idee wat ze zijn.

Wij danken ons bestaan ​​aan de zwaartekracht van donkere materie. Het speelde een cruciale rol bij het ontstaan ​​van sterrenstelsels en sterren, vooral met de hoge snelheid waarmee ze dat deden. We zijn er vrij zeker van dat er donkere materie bestaat, omdat we zien dat deze invloed heeft op de manier waarop het universum uitdijt en de manier waarop sterrenstelsels bewegen. De vraag is:waar is het van gemaakt?

Donkere energie is veel moeilijker uit te leggen. We zien het universum steeds sneller groeien en we denken dat dit wordt veroorzaakt door een afstotende kracht, een anti-zwaartekracht. En dit komt misschien door de eigenschap van de lege ruimte zelf; naarmate het universum uitdijt, ontstaat er meer lege ruimte, wat op zijn beurt leidt tot meer afstotende krachten, zodat het nog sneller uitdijt. We denken dat dit op hol geslagen expansieproces wordt aangedreven door duistere energie, maar niemand begrijpt wat het is. En wij proberen erachter te komen.

Ik kan niet begrijpen hoe je de eerste milliseconden na de oerknal zou onderzoeken, omdat het zo'n klein tijdsbestek is voor iets dat zo lang geleden heeft plaatsgevonden. Hoe doe je dit?

We hebben nu waarnemingen van heel, heel vroeg in de geschiedenis van het universum, straling die 380.000 jaar na de oerknal komt. Het universum heeft 13,8 miljard jaar achter de rug, dus 380.000 jaar na het begin is een fractie van zijn leeftijd. Dankzij deze observaties kunnen we bijna teruggaan naar het allereerste begin.

We zijn er vrij zeker van dat we tot dat moment bijna alles kunnen reconstrueren. Maar wat gebeurt daar? Dat is de grote vraag.

Wij denken dat het heelal in een zeer korte tijd heel, heel snel en exponentieel uitdijde. We noemen dat moment 'inflatie' en we proberen te reconstrueren hoe die kleine fractie van een seconde eruit zag, en waardoor deze werd veroorzaakt.

Hoewel dit een veel hogere energie was dan wat er vandaag de dag met donkere energie gebeurt, had het hetzelfde effect:exponentiële expansie. Deze twee dingen kunnen wel of niet met elkaar verbonden zijn.

Slechts 5% van het universum bestaat uit materiaal waar jij en ik van gemaakt zijn. Dat is een van de grote vragen in de natuurkunde. Wat is de rest van het spul en waarom bestaat het? Waarom is het universum zo raar?

Wat heb je tot nu toe ontdekt over het universum en zijn vreemdheid?

Wetenschap is altijd een samenwerkingsonderneming, dus je bouwt op de schouders van reuzen. Ik heb zeer getalenteerde jongere onderzoekers die werken met

ik in mijn groep, en gezamenlijk willen we antwoorden geven op deze vragen op een manier die gebruik maakt van alle informatie die beschikbaar is in de gegevens, met een resultaat waarop u kunt vertrouwen.

Het is zeer statistisch en computationeel en we zijn altijd op zoek naar hoe we deze informatie uit complexe datasets kunnen halen.

Je boek gaat helemaal over het opkijken naar de sterren – waarvan ik aanneem dat je dat al veel hebt gedaan – en het waarderen van wat sterren voor de mensheid hebben gedaan.

A – Ja, we zijn allemaal gemaakt van sterrenstof – maar sterren hebben zoveel meer voor ons gedaan dan dat. Het boek gaat niet over de fysieke aard van de sterren of donkere materie of over andere dingen waar we het tot nu toe over hebben gehad. Het boek gaat over de culturele impact die het zien van de sterren heeft gehad op de mensheid, vanaf het moment dat Homo Sapiens 50.000 jaar geleden Afrika verliet, tot de AI van vandaag. De sterren hebben veel te verantwoorden als het gaat om de inspiratie en kennis die ze ons hebben gegeven.

Je hebt een vergelijking gemaakt tussen Homo Sapiens 50.000 jaar geleden en AI vandaag. Zou je zeggen dat deze impact van de hemel en de sterren net zo groot is als 50.000 jaar geleden?

We verliezen de lucht en onze verbinding met de lucht, en je vraagt ​​je misschien af:is dat belangrijk? Ik denk:ja, het is heel belangrijk. Als we de lucht verliezen, verliezen we het bewustzijn van onze diepe verbondenheid die teruggaat tot de prehistorie.

We hebben het nu erg druk, we leven in steden, we kijken niet meer omhoog en geven niets meer om de sterren, 150 jaar geleden kon je de Melkweg vanuit Londen zien. Nu zie je nauwelijks nog sterren. Zelfs waar ik momenteel in Triëst, Italië ben, waar de lucht vrij donker is, zie je veel passerende satellieten, die volgens sommige schattingen in 2030 in aantal groter zullen zijn dan de sterren.

Wat gebeurt er als we de sterren verliezen?

Door de verbinding te verliezen, verlies je de betekenis van onze plaats in het universum en de betekenis die deze voor talloze generaties heeft. Dit brengt niet alleen het heden in gevaar, maar ook onze toekomst.

We verliezen het gevoel dat we een blauwe stip zijn die zweeft in een uitgestrekt, onherbergzaam donker universum, en dat we ver verwijderd zijn van elke andere plek die we thuis zouden kunnen noemen.

Onze planeet is onvervangbaar, er is geen Planeet B, en we kunnen Mars niet koloniseren, niet op de tijdschaal waarop we het nodig hebben. We moeten onze zaken op orde krijgen, want het verliezen van de sterren betekent ook dat we onszelf verliezen.

Is het uw doel om mensen in staat te stellen omhoog te kijken?

Ik wil mensen in staat stellen naar de sterren te kijken, maar ook na te denken over ons traject en onze stempel op het universum. Zelfs al 50.000 jaar geleden hebben we onze omgeving aangepast aan onze wensen. Nu heerst er een gevoel van gevaar door het verlies aan biodiversiteit en de klimaatverandering. Door deze zeer lange kijk op de hele geschiedenis van de mens en hoe de sterren ons hebben geleid, en hopelijk naar de sterren te kijken voor meer inspiratie voor de toekomst, zouden we moeten denken:"Waar gaan we heen vanaf hier?" In plaats van naar de sterren of Mars moeten we nu het unieke karakter en de schoonheid van onze plek in het universum, onze eigen planeet, heroveren.

Zou het gevaarlijk zijn voor de mensheid als we op een dag naar de hemel zouden kijken en we een enorme duisternis zouden tegenkomen in plaats van sterren?

Het zou niet noodzakelijkerwijs gevaarlijk zijn, maar we zouden allemaal armer zijn. Stel je een wereld voor waarin een sluier van wolken de lucht omhult, zoals ik doe in Starborn, en niemand ooit een ster, de zon of de maan heeft gezien. Het is misschien niet gevaarlijk, maar zeker niet zo verrijkend.

Ik zie dat je in het verleden heel wat wetenschapscommunicatie hebt gedaan. Is het opleiden van anderen een passie van jou?

Het is iets dat ik altijd heb gedaan, en het voelde altijd alsof het mijn plicht als wetenschapper was. Ik wil iets van die opwinding, passie en enthousiasme teruggeven die wij als wetenschappers gelukkig als ons belangrijkste werkgebied mogen nastreven.

Het is een grote eer om dat met het publiek te delen.

Wat vindt u ervan dat uw boek genomineerd is voor Boek van de Week?

Het is natuurlijk een ongelooflijke eer, en ik had het niet verwacht. Ik zou graag willen dat mijn boek de mythe van een Planeet B helpt ontkrachten waar we naartoe kunnen ontsnappen, en zou bijdragen aan gesprekken over de urgentie van het beschermen van onze planeet.

We moeten aandacht besteden aan wat er hier en nu gebeurt; de volgende generatie zal niet over de sterren beschikken en misschien zelfs niet eens een planeet hebben om op te leven. Voor mij is dat de belangrijke boodschap.

Meer informatie: Starborn:hoe de sterren ons hebben gemaakt (en wie we zouden zijn zonder hen). www.hachettebookgroup.com/titl … 76/?lens=basic-books

Aangeboden door Imperial College London