En 2019, la collaboration Event Horizon Telescope (EHT) a produit la toute première image d’un trou noir, étourdissant le monde.
Maintenant, les scientifiques vont plus loin. La collaboration Event Horizon Telescope (ngEHT) de nouvelle génération vise à créer des vidéos de haute qualité de trous noirs.
Mais cette collaboration de nouvelle génération est également révolutionnaire à d’autres égards. Il s’agit de la première grande collaboration en physique réunissant les perspectives des sciences naturelles, des sciences sociales et des sciences humaines.
Pour un télescope virtuel couvrant la planète, plus un télescope est grand, mieux il voit des choses qui semblent minuscules de loin. Pour produire des images de trous noirs, nous avons besoin d’un télescope presque de la taille de la Terre elle-même. C’est pourquoi l’EHT utilise de nombreux télescopes et réseaux de télescopes dispersés à travers le monde pour former un seul télescope virtuel de la taille de la Terre. C’est ce qu’on appelle l’interférométrie à très longue ligne de base.
L’astrophysicien de Harvard Shep Doeleman, directeur fondateur de l’EHT, a comparé ce type d’astronomie à l’utilisation d’un miroir brisé. Imaginez briser un miroir et disperser les morceaux à travers le monde. Ensuite, vous enregistrez la lumière captée par chacune de ces pièces tout en gardant une trace du timing, et collectez ces données dans un superordinateur pour reconstruire virtuellement un détecteur de la taille de la Terre.
La toute première image d’un trou noir en 2019 a été réalisée en empruntant des télescopes existants sur six sites. Maintenant, de nouveaux télescopes sur de nouveaux sites sont en cours de construction pour mieux combler les lacunes du miroir brisé. La collaboration est actuellement en train de sélectionner des endroits optimaux à travers le monde, pour augmenter le nombre de sites à environ 20.
Cette entreprise ambitieuse nécessite plus de 300 experts organisés en trois groupes de travail techniques et huit groupes de travail scientifiques. Le groupe de travail sur l’histoire, la philosophie et la culture vient de publier un rapport historique décrivant comment les chercheurs en sciences humaines et sociales peuvent travailler avec des astrophysiciens et des ingénieurs dès les premières étapes d’un projet.
Le rapport comporte quatre domaines d’intérêt : la formation collaborative des connaissances, les fondements philosophiques, les algorithmes et la visualisation, et l’emplacement responsable des télescopes.
Comment pouvons-nous tous collaborer ? Si vous avez déjà essayé d’écrire un article (ou quoi que ce soit !) avec quelqu’un d’autre, vous savez à quel point cela peut être difficile. Imaginez maintenant essayer d’écrire un article scientifique avec plus de 300 personnes.
Doit-on s’attendre à ce que chaque auteur croit et soit prêt à défendre chaque partie de l’article et ses conclusions ? Comment devrions-nous tous déterminer ce qui sera inclus ? Si tout le monde doit être d’accord avec ce qui est inclus, cela se traduira-t-il par la publication de résultats conservateurs et édulcorés ? Et comment autorisez-vous la créativité individuelle et la science qui repousse les limites (en particulier lorsque vous essayez d’être le premier à capturer quelque chose) ? Pour résoudre de telles questions, il est important d’équilibrer les approches collaboratives et de structurer l’implication de chacun d’une manière qui favorise le consensus, mais permet également aux gens d’exprimer leur désaccord. La diversité des croyances et des pratiques parmi les membres de la collaboration peut être bénéfique pour la science.
Comment visualisons-nous les données ? Les choix esthétiques concernant les images et vidéos finales du trou noir s’inscrivent dans un contexte plus large de culture visuelle.
En réalité, les flammes bleues sont plus chaudes que les flammes orange ou jaunes. Mais dans l’image en fausses couleurs ci-dessus du Sagittaire A * – le trou noir au centre de la Voie lactée – la palette de couleurs de teintes rouge orangé a été choisie car on pensait que l’orange communiquerait à un public plus large à quel point le matériau incandescent était chaud. autour du trou noir est.
Cette approche est liée aux pratiques historiques des images scientifiques assistées par la technologie, telles que celles de Galileo, Robert Hooke et Johannes Hevelius. Ces scientifiques ont combiné leurs premières images télescopiques et microscopiques avec des techniques artistiques afin qu’elles soient lisibles par un public non spécialisé (en particulier ceux qui n’avaient pas accès aux instruments pertinents).
Comment la philosophie peut aider Des vidéos de trous noirs seraient d’un grand intérêt pour les physiciens théoriciens. Cependant, il existe un pont entre la théorie mathématique formelle et le monde désordonné de l’expérience où les hypothèses idéalisées ne tiennent souvent pas.
Les philosophes peuvent aider à combler cet écart par des considérations de risque épistémique – comme le risque de manquer la vérité ou de faire une erreur. La philosophie aide également à étudier les hypothèses sous-jacentes que les physiciens pourraient avoir à propos d’un phénomène.
Par exemple, une approche pour décrire les trous noirs est appelée le « théorème sans cheveux ». C’est l’idée qu’un trou noir isolé peut être simplifié à quelques propriétés seulement, et il n’y a rien de complexe (de poilu) à ce sujet. Mais le théorème sans cheveux s’applique aux trous noirs stables. Il repose sur l’hypothèse que les trous noirs finissent par s’installer dans un état stationnaire.
Emplacement responsable des télescopes Le choix des emplacements pour les télescopes, ou l’emplacement des télescopes, a toujours été déterminé par des considérations techniques et économiques – notamment la météo, la clarté atmosphérique, l’accessibilité et les coûts. Il y a eu un manque historique de considération pour les communautés locales, y compris les peuples des Premières Nations.
Comme le souligne la lutte au Mauna Kea à Hawai’i, les collaborations scientifiques sont obligées de tenir compte des considérations éthiques, sociales et environnementales lors de l’implantation.
Le ngEHT vise à faire progresser les pratiques d’implantation responsables. Il rassemble des experts en philosophie, histoire, sociologie, plaidoyer communautaire, science et ingénierie pour contribuer au processus décisionnel en tenant compte des facteurs culturels, sociaux et environnementaux lors du choix d’un nouvel emplacement de télescope.
Dans l’ensemble, cette collaboration est un exemple passionnant de la façon dont des plans ambitieux exigent des approches innovantes – et de la façon dont les sciences évoluent au 21e siècle.
