ما چطور از فیزیک نجومی برای مطالعه مشکلات زمینی استفاده می‌کنیم

من متخصص فیزیک نجومی هستم. من انفجارهای ستاره‌ای را در سرتاسر کهکشان مطالعه می‌کنم. اما یک عیب دارم: من بی‌قرار هستم و به راحتی بی‌حوصله می‌شوم. و اگرچه به عنوان یک فیزیکدان نجومیاین موقعیت خارق‌العاده را دارم تا کل کهکشان را مطالعه کنم، فکر انجام دادن آن، همیشه انجام دادن آن، من را محصور و محدود می‌کند. اما اگر مشکلات منبا توجه کردن و کسل شدن عیب نباشند چطور؟ چه می‌شد اگر می‌توانستمآنها را تبدیل به یک دارایی کنم؟
یک فیزیکدان نجومی نمی‌تواندچیزهایی که مطالعه می‌کند را لمس کند یا با آنها تعامل داشته باشد. هیچ راهی نیست که یک ستاره را در آزمایشگاهمنفجر کنید تا بفهمید چرا و چگونه منفجر شد. تنها عکس و فیلم‌هایی از آسمان. تمام چیزی که ما از کهکشان می‌دانیم، از نظریه‌ی انفجار بزرگ کهفضا و زمان را شکل داد، تا شکل‌گیری و تکامل ستاره‌ها و کهکشان‌ها، تا ساختار منظومه‌ی خورشیدی خودمان را، ما با مطالعه‌ی تصاویر آسمان متوجه شدیم. و برای مطالعه‌ی سیستمیبه پیچیدگی کل جهان، فیزیکدانان نجومی در استخراجمدل‌ها و راه‌حل‌های ساده از مجموعه داده‌هایبزرگ و پیچیده مهارت دارند. پس من چه کار دیگری می‌توانمبا این مهارت انجام دهم؟
اگر ما دوربین را به سمتخودمان بگیریم چه می‌شود؟ در رصدخانه‌ی شهری، این دقیقا کاری است که ما انجام می‌دهیم. گرگ دابلر، که او هم یک فیزیکدان نجومی و همسر من است، اولین رصدخانه‌ی شهری را دردانشگاه نیویورک در سال ۲۰۱۳ ایجاد کرد، و من سال ۲۰۱۵ ملحق شدم. این بخشی از کارهایی استکه انجام می‌دهیم. ما در شب از شهر عکس می‌گیریم و چراغ‌های شهر را مثل ستاره‌ها مطالعه می‌کنیم. با مطالعه‌ی چگونگی تغییر نور در طول زمان و رنگ نورهای ستاره‌ای، من درباره‌ی ماهیت انفجار ستاره‌هابینشی به دست می‌آورم. با مطالعه‌ی چراغ‌های شهر به همان روش، ما می‌توانیم اندازه بگیریم شهر چه مقدار انرژی نیاز دارد و چه مقدار مصرف می‌کند و به ساخت شبکه‌ای ارتجاعی کمک کنیم که از نیازها یا رشد محیط شهری پشتیبانی می‌کند.
در تصاویر روز،دودهای آلودگی را ثبت می‌کنیم. هفتاد و پنج درصد گازهای گلخانه‌ای در نیویورک از ساختمانی مثل این می‌آید،که برای گرما نفت می‌سوزاند. می‌توانید آلودگی را باسنسور کیفیت هوا اندازه بگیرید اما تصور کنید روی هر ساختمانی در نیویورک یک سنسور قرار دهیم، و داده‌ها از یک میلیون مانیتور بخوانیم. هزینه را تصور کنید. با تیمی از دانشجویان دانشگاه نیویورک،ما یک مدل ریاضی ساختیم، یک شبکه‌ی عصبی که می‌توانداین دودها را روی خط هوایی شهر نیویورک شناسایی و ردیابی کند. می‌توانیم آنها را طبقه‌بندی کنیم -- دودهای بی‌خطر،سفید و فرار؛ دود آلوده‌ی دودکش‌ها،تاریک و ماندگار -- و برای سیاست‌گذاران نقشه‌ای از آلودگی محله فراهم کنیم.
این پروژه‌ی میان‌رشته‌ایراه‌حل‌های تحول‌گرایی ایجاد کرد. اما روش‌های تحلیل داده‌ای که مادر فیزیک نجومی استفاده می‌کنیم می‌توانند روی انواع داده‌به کار برده شوند نه فقط روی تصاویر. از ما خواسته شد تا به یک وکیلکالیفرنیایی کمک کنیم تاخیرهای دادرسی درقضاوت‌هایشان را درک کنند. افرادی با عفو مشروط وجود دارندیا در زندان هستند، که سالهاست منتظر محاکمه هستند. آنها می‌خواستند بدانندچه مواردی ادامه پیدا می‌کنند، و آنها مجموعه داده‌ی عظیمی برایبررسی داشتند تا آن را درک کنند، اما مهارت نداشتند یا ابزاری در دفترشان برای انجام دادن آن. و این جایی است که ما وارد شدیم. من با همکارم آنجلا هاوکن،استاد سیاست عمومی کار کردم، و تیم ما در ابتدا داشبوردی بصری ایجاد کرد برای دادستان‌ها تا فرایند دادرسی رابهتر ببینند و درک کنند. اما همچنین ما خودمان داده‌هایآنها را بررسی کردیم، تا ببینیم آیا مدت زمان فرایند در دادرسی آنها از نابرابری اجتماعیرنج برده است یا خیر. با روش‌هایی این را انجام دادیم که من برای طبقه‌بندی هزارانانفجار ستاره‌ای استفاده می‌کنم، و برای هزاران پرونده‌یدادگاهی به کار می‌رود. و در این کار، مدلی ساختیم که می‌تواند برای دیگرحوزه‌های قضایی که مایلند تعصباتشان رابررسی کنند به کار برود.
این همکاری‌ها بین کارشناسان آن حوزهو فیزیکدانان نجومی راه‌حل‌های تحول‌گرایی برای کمک به بهبود کیفیت زندگی مردم ایجاد کرد. اما این جاده‌ای دو طرفه است. من سابقه‌ی فیزیک نجومی‌ام راوارد علم شهری می‌کنم، و چیزی که از علم شهری یاد می‌گیرم به فیزیک نجومی برمی‌گردانم.
انعکاس‌های نور: بازتاب انفجارهای ستاره‌ایبه سمت غبار بین‌ستاره‌ای در تصاویر ما، این انعکاس‌ها با ویژگی‌هاییچون سفید، فرار، در حال حرکت ظاهر می‌شوند، درست مثل دود. من همان مدل‌هایی که دود را در تصاویر شهر تشخیص می‌دهد تطبیق می‌دهم تا پژواک نور را در تصاویر آسمان تشخیص دهم.
با بررسی کردن چیزهایی که من را سرگرم و هیجان‌زده می‌کند، برای رسیدن به بیرون قلمرو خودم، من بی‌قراری‌ام راتبدیل به یک دارایی کردم. ما، شما، همه چشم‌انداز خاصی داریم که می‌تواند بینش جدیدی ایجاد کند و به راه‌حل‌های جدید، غیرمنتظرهو تخول‌گرایی منتهی شود.
متشکرم.
(تشویق)