Това невероятно ново шоу на планетариум е като Google Earth за вселената

Използвайки съвременни технологии за реконструкция на космоса, последното шоу на планетата Hayden може да промени начина, по който виждате нашия космически квартал - и планетариумите.

Това невероятно ново шоу на планетариум е като Google Earth за вселената

Плувахме покрай пръстените на Сатурн, диска от скали, лед и луни, които обикалят втория ни по големина съсед-така че естествено цялото ми тяло тракаше. Едва след като светлините светнаха, забелязах истинската причина: метални кутии под всяка седалка, предназначени да вибрират задника ни в синхрон с Вселената.



бях на Светове отвъд Земята , новото представление в театъра „Гигантска сфера“ на планетария Хейдън в Американския природонаучен музей в Ню Йорк. И симулираното усещане за космически полет надхвърля шейкърите на седалките. Музеят сега може да се похвали с това, което неговата председател, Елън Дж Фътър, казах миналата година е не само най -модерният планетариум на планетата, но и най -напредналият планетариум, опитван някога.

Земята е заобиколена от силно магнитно поле - захранвано от горещото му, разбъркващо се външно ядро ​​- образуващо щит, който отклонява слънчевия вятър и защитава нашата атмосфера. [Снимка: AMNH]

От 1935 г. планетариумът близо до Сентръл Парк е специален вид космическа катедрала. Когато се отвори отново през 2000 г. като гигантска осветена кълба, проектирана от Polshek Partnership, тя изглеждаше да се носи в шест етажна стъклена витрина. Планетариумът подобри и своя прочут проектор със звезда Zeiss, който заслепи поколения деца със звездни очи с подробната си, блестяща реплика на нощното небе и механизма му на накланяне и въртене. Настоящият модел е първият в света Zeiss Mark IX .



Легендарният Цайс обаче е затъмнен. От началото на века Хейдън, подобно на много планетариуми, все повече разчита и на т. Нар. Куполни проектори, които могат да покрият цялата вътрешност на купола, потапяйки публиката в сложни образи. Вместо просто да оставя зрителите да гледат в нощното небе, той позволява на планетариума да лети публиката по всяко време и място в него. Настоящата система, построена от компания, наречена Christie Digital и инсталирана през лятото, се състои от шест персонализирани синхронизирани проектора, които къпят купола в лазерна светлина с резолюция 8K при 60 кадъра в секунда, с най-широката налична цветова гама и контраст. (Куполът разполага и с 23 високоговорителя и два субуфера, заедно с тези шейкъри на седалките.)

Тези характеристики означават, че способността на системата да възпроизвежда най-ярките цветове на Вселената е ненадмината, казва Картър Емарт, директор на астровизуализацията на музея. И тогава има неговите чернокожи: по -черни от всички чернокожи, които е виждал в пълно куполно шоу, черното на космоса. Този вид чернота, казва той, това е свещеният граал.

шрифт garamond срещу times new Roman



Носител на Оскар Лупита Ньонгьо е разказвачът на Светове отвъд Земята . [Снимка: D. Finnin / AMNH]

Но проекторите дори не са най -големите звезди на шоуто. Светове отвъд Земята е първият нов филм в „Хейдън“ от шест години насам. Последната, Dark Universe - разказана от режисьора Хейдън и Плутон-демотор Нийл де Грас Тайсън - беше за явленията, които помагат да се обясни образуването на Вселената. Светове, написани от геолога Натали Старки, са по -буквални и локални: за половин час научаваме как е възникнала нашата Слънчева система, какво създава такива нежелани условия на други планети и от своя страна какво прави Земята толкова обитаема. По -голямата фина точка е подчертана близо до края от разказвача, актрисата Лупита Нионго: климатът на Земята е подходящ за подхранване на живота, което означава, че също е лесно да се обърка.

Погледнете съседната ни съседка Венера. Почти бихме могли да го наречем близнак на Земята, казва Ньонго, докато се спускаме под гъстите му облаци. Благодарение на космическия кораб Магелан знаем, че Венера е покрита с вулкани, които могат да захранват атмосферата с водни пари и други газове. Освен че Венера няма магнитно поле, което я остави изложена на силни слънчеви ветрове, които откраднаха водата й, позволявайки натрупването на въглероден диоксид в атмосферата. Това доведе до глобален парников ефект, толкова интензивен, че повърхността на планетата е достатъчно гореща, за да се стопи оловото. Разбирането как това се е случило ни е научило за избягалите ефекти, които идват с добавянето на повече въглероден диоксид към нашата собствена атмосфера. (Филмът не го споменава, но нашите собствени нива на CO2 сега са най -високите от 14 милиона години.)

Мисля, че е наистина интересно, че не сме се замислили да правим шоу за Земята, казва Вивиан Тракински, директор на научната визуализация на Хейдън, която продуцира филма. Идеята беше да се съсредоточим върху изненадващите качества на други планети, но докато разработвахме сценария, това неизбежно ни доведе до заключението, че наистина става въпрос за нашето собствено разбиране и оценяване на Земята.



Кураторът на шоуто, Дентън Ебел, геолог, който ръководи музейния отдел за науките за Земята и планетите, каза, че иска да покаже светските явления, които свързват нашите планети, но и ги разделят. Всички тези процеси са сходни - имаме магнитни полета, имаме вулкани, имаме атмосфера, имаме гравитация, казва той. И все пак тези процеси водят до това огромно разнообразие от резултати.

Луната на Юпитер, Io (вдясно), е най -вулканично активният обект в Слънчевата система, въпреки че е покрита с лед. [Снимка: AMNH]

Филмът започва с раждането на Слънчевата система, преди да ни отведе на пътешествие във времето на нашата Луна, Сатурн и Луната му Титан, Юпитер и Йо, Венера и Марс. Има возене заедно с комета, която е като малък свят върху себе си, носещ не само прах и лед, но и аминокиселини, основните съставки за живота. Астрономи са открили, че кометите може да са пренесли на Земята жизненоважни химикали като фосфор, давайки начало на живот тук преди четири милиарда години.

Комета 67P е замръзнал обект, пътуващ между вътрешната и външната слънчева система, който космическият кораб „Розета“ на Европейската космическа агенция гони 10 години. [Снимка: AMNH]

Една от причините да знаем това за кометите е, че вместо да ги изучаваме само чрез телескопи, сега можем действително да се приземим върху тях. Изобилието от нови данни от множество космически кораби и роботи означава, че разплитането на загадките на Слънчевата система все повече включва не само астрономи, но и геолози като Ебел (той е първият, който изготвя шоу на Хейдън). Тези близки и лични срещи със Слънчевата система също са това, което прави много от последователностите в Светове отвъд Земята толкова реалистично. За голяма част от филма това не са симулации на сортове градини, които разглеждаме, а сложни визуализации на данни.

Реконструкция на Слънчевата система

Способността да се даде на Hayden публика толкова прецизен поглед върху пространството е нещо ново. Ние всъщност използваме термина - което е интересно - казваме реконструкция въз основа на всички изображения, каза ми Емарт. В случай на изображения от Сатурн с Касини, можем да реконструираме точно гледката от космическия кораб.

Идеята не беше просто да покажем света, който познаваме, но и да дадем представа как го познаваме.

Вивиан Тракински, продуцент на светове отвъд Земята Преди век астрономите разчитаха единствено на телескопи и илюстрации, за да изобразят тези места. Използвайки OpenSpace, софтуерна платформа с отворен код, разработена от планетариума Hayden с НАСА, създателите на филми биха могли да конвертират необработени данни от мисията в подробни 3D визуализации, изграждайки сложни фотомозаечни полети дори в реално време. Това е по същество много напреднала версия на Google Земя, но за вселената. (The Hayden предлага софтуера, заедно със своя набор от данни за Digital Universe, за безплатно сваляне .) За да реконструират слънчевата система, която виждаме във филма, създателите на филм се основават на данни от седем мисии и компютърни симулации, проведени от НАСА, Европа и Япония, започвайки с Аполон 15 през 1971 г. и включително мисии, които са на Марс в момента.

Идеята не е просто да покажем света, който познаваме, но и да дадем представа как го познаваме, каза Тракински. Не е анимация. Това наистина е изследване на самата наука.

Светове отвъд Земята визуализира автентични данни от мисии на НАСА, ЕКА и Япония (JAXA), телескопи, симулации на суперкомпютри и изследвания, проведени в институции по целия свят. [Снимка: D. Finnin/ AMNH]

Все още има симулирани участъци и кинематографични процъфтявания, като зашеметяващи визуализации на магнитните полета на Земята и Юпитер и разтърсващо тялото лунно кацане с лунен модул Аполо 15. За последната последователност Хейдън използва няколко експерти: Джон Нол, главен творчески директор на Индустриална светлина и магия, съ -създател на Adobe Photoshop и любител историк на Аполо; и Дейв Скот и Чарли Дюк, които пилотираха съответно лунните модули Аполо 15 и Аполо 16.

За да възпроизведе звуците и визуалните изображения на сцената, Емарт попита астронавтите какво си спомнят, докато ловко насочваха занаятите си към прашната повърхност на Луната. [Скот] каза: „Опитвах се да приземя това нещо, така че трябваше да съм напълно в зоната! & Apos; Но и двамата съобщават, че усещат удара на двигателя и тласкачите, казва Емарт.

[Херцог] не каза, че е ритнато като муле, но определено го почувства. Затова казах, нека вкараме това в седалките!

От звездите до Pink Floyd до най -черното черно

Съвременната наука се върти около непрекъснато актуализирани модели на Вселената, а планетариумите са последвали примера им. През 1923 г., точно когато теорията на относителността на Айнщайн създава вълни, прототипът на първия модерен планетариум, известен като Star Theatre, е открит на покрива на Zeiss Works в Йена, Германия, с новаторски многообективен проектор, разположен в център на нов тип куполна сграда. Около десетилетие по -късно банкерът Чарлз Хейдън - вдъхновен от новаторския Адлерски планетариум в Чикаго - обеща да построи още по -голям планетариум за Ню Йорк, дарявайки 150 000 долара в дълбините на Голямата депресия. Той обясни, че целта е била да се даде на обществеността по -жива и искрена оценка за величината на Вселената. . . и за прекрасните неща, които ежедневно се случват във Вселената. Когато се отвори през октомври 1935 г., линиите се простираха по блока.

къща с духове, където могат да ви наранят

Емарт си спомня, че е зашеметен от първата система за лазерни проектори на Hayden, Lazarium, през 1974 г. Със своите прости, но ефектни векторни рисунки, подредени на музика, системата беше сензация и помогна за стартирането на друга традиция на планетариума: лазерно шоу на Pink Floyd . Хейдън спря да прави това през 1997 г .; проекцията fulldome дебютира през следващата година.

Лазерната светлина, която може да предложи по -ярко, по -рязко изображение от LCD или LED и други технологии, накара Hayden и други планетариуми да надстроят отново своите системи в началото на 2000 -те. Преди шест години служителите на музея започнаха дискусии с Кристи, водещ производител на цифрови проектори, за по -радикално надграждане до Гигантската сфера. Резултатът, Eclipse, е изграден около шест цифрови микроогледални устройства или DMD, което позволява възможно най -широкото показване на цветовете във всеки проектор. Кристи казва, че може да обхване почти всичко от това, което наричат ​​киногълъдите Рек. Цветова гама 2020 , спектър от нюанси, които са лесни за създаване, да речем, на ярка свръхнова, но досега невъзможни за пресъздаване.

Новите проектори са способни на безпрецедентно съотношение на контраст 20 милиона към 1 и могат да показват изображения в обширната Rec. 2100 цветова палитра [Снимка: C. Chesek/ AMNH]

Този диапазон също прави забележителни нива на контраст, разликата между най-яркото и най-тъмното изображение: новата система увеличава съществуващото съотношение на контраста на планетариума от 7 000 до 1 до 1 000 000 до 1. (Повечето проектори за киносалони имат съотношение само 2000 към 1.) Това решава централен проблем на лазерните проектори: изобразяването на ярки обекти като слънце или квазари може да наруши тъмнината на нощното небе в други части на изображението. Това означава, че Хейдън се приближава повече от всичко друго на Земята, за да имитира не само живите цветове на Вселената, но и действителната тъмнина на нощното небе. За всеки, свикнал с избеленото нощно небе в Ню Йорк, това е доста черно.

не ме стъпвай змия

Той извежда черното на космоса и ни позволява да визуализираме тези неща такива, каквито са наистина там, каза Емарт.

(Стремежът да подражава на нощното небе също доведе до най -черната боя в света. Пигментът, известен като Vantablack, е проектиран от учени от НАСА с покритие от въглеродни нанотръби и е предназначен да бъде приложен върху спътници, така че те да не отразяват светлината и по този начин наруши наземната астрономия. Когато художникът Аниш Капур лицензира изключително пигмента през 2016 г., той предизвика битка в света на изкуството за най-черното черно.)

Къде отиваме от тук

Хиперреализмът на симулакрата на Хейдън - космическо черно, 8K резолюция, треперещи седалки, визуализациите, самите данни - може да покани размишления за това как могат да стигнат истинските симулации, за това къде свършват моделите и започва реалността и как да се преподава наука.

Това, което можем да ви покажем за Вселената, може да ви върне обратно.

Картър Емарт, планетариум Хейдън И все пак, Хейдън е само знак за това, което предстои. В стремежа към по -черни черни, по -богати цветове и по -реалистична графика, небето е границата. Емарт смята, че планетариите на бъдещето вероятно ще заменят своите проектори за модерни LED екрани, които могат да покрият целия интериор на купол. Тези системи в момента са нестабилни и предизвикателни за мащабиране, но той чува, че вече се изграждат в Китай. Дори и с най -новите технологии до известна степен [системата на Хейдън] е Модел А на това, което ще се случи след 10, 20 години, казва той.

Докато плавахме около Сатурн, видях това бъдеще, когато планетариумите не просто ще ни покажат модели на Слънчевата система, но ще ни изпратят във все реалистични модели на нея. Тази идея вълнува Емарт. Планетариумът може да демократизира това, което според него ще бъде елитният спорт на цивилните космически пътувания, както се предвижда от компании като Virgin Galactic и SpaceX.

Шегата ми е, скъпа, продай къщата, трябва да отида в космоса за 15 минути, & apos; той казва. Има много хора, за които цената на една къща е нищо, предполагам, така че те са тези, които ще отидат. За останалите от нас преживяванията като новото шоу на Хейдън ще бъдат следващото най -добро нещо и те ще продължават да се подобряват.

Това, което правим, е да усъвършенстваме тази способност да осигурим автентично пътуване през познатата вселена, добавя Емарт. Наречете го данни, наречете го знание, наречете го както искате, въз основа на изображения и сензори и всичко това. Но всичко това се събира като автентично преживяване.

Под купола той може да потопи хората в неща и отдавна изчезнали неща, неща, които никой никога не е виждал, на милиарди години. Това е като в музея известни древни диорами .

Визуализациите, базирани на 13-годишни данни от космическия кораб на Касини на НАСА, показват, че пръстените на Сатурн кипят с лунички-бебешки луни с размер на къща-които се образуват чрез процес, който според учените може да е успореден на формирането на планетите в Слънчевата система. [Снимка: D. Finnin/ AMNH]

Почитам нашите диорами, защото те са окачване на друго място, казва Емарт. Ти идваш в този музей и изведнъж заставаш на равнините в Уайоминг и гледаш биволи, а не само стоиш и гледаш биволи, защото биволът и тези милиони стада вече ги няма - ти си виждайки нещо от миналото. Може би това не ви удря толкова, колкото костите на динозаврите, но виждате нещо, което просто вече не съществува. Така че дори диорамите са като машина на времето. И до голяма степен това, което можем да ви покажем за Вселената, може да ви върне обратно.

Да се ​​върнеш е удоволствие, отварящо очите. Близо до началото на новото шоу, ние се отправяме към симулация на нашето младо слънце преди около 4,5 милиарда години, когато Слънчевата система тъкмо започваше да се оформя. Нашият квартал вероятно е започнал като това, което е известно като акреционен диск, облак от материя, който се върти около слънцето много по начина, по който тези скалисти пръстени обикалят Сатурн днес. В този диск с отломки материалите се сблъскват заедно като парченца шоколад в насилствена смес от бисквитно тесто, в крайна сметка се събират в собствените си орбити, а след това в гигантските кълба, които наричаме Меркурий, Венера, Земя, Марс, Юпитер, Сатурн и Нептун, заедно с останалите мистериозни неща, плаващи около Слънчевата система. С течение на времето се случваха всякакви инциденти. Осъзнавате как Земята би могла да се окаже като тези други места, но не го направи, поне още не. Което е добре, защото освен всичко друго, сега можем да отидем до планетариума.


Тази история е актуализирана, за да се изясни, че макар дебютът на fulldome през 1998 г., лазерните fulldome проектори пристигнаха през следващото десетилетие; и да коригира приписването на цитат от астронавта на Аполо Дейв Скот, който преди това беше приписван на неговия колега Чарли Дюк. Съжаляваме за грешките.