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科學融合藝術(shù) 讓不可見的宇宙可見
2025-07-03 18:14:44
來源:科技日報  作者: 張蓋倫

從地球出發(fā)向遙遠的可探測宇宙邊緣前進;在平方公里陣列射電望遠鏡臺址仰望星空;聽正在太空運行的“音樂衛(wèi)星”采集數(shù)據(jù)制成的音樂……在“宇宙考古:時空探索”展覽現(xiàn)場,觀眾對宇宙有了新的“打開方式”。

該展覽由中國國家博物館、瑞士駐華大使館、瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院主辦,清華大學天文系、清華大學美術(shù)學院協(xié)辦,融科學探索和藝術(shù)詮釋為一體,許多展品基于真實的觀測數(shù)據(jù)創(chuàng)作。7月2日,展覽在中國國家博物館舉行開幕式,3日正式對公眾展出。

宇宙中的天體如同化石,保留著其形成時期的宇宙環(huán)境信息。宇宙考古,就是通過觀測和研究宇宙中的遺跡——最古老的天體和結(jié)構(gòu),去追溯宇宙演化的歷史。

在地球的各個位置,諸多天文觀測站正持續(xù)收集宇宙中彌散的光線數(shù)據(jù)。天體物理學家通過分析這些數(shù)據(jù)來研究輻射源的本質(zhì)。展品《動態(tài)宇宙》基于瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院天體物理實驗室與實驗博物館學實驗室聯(lián)合開發(fā)的“虛擬現(xiàn)實宇宙項目”,利用自定義圖形渲染引擎,將海量的天文數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可交互的宇宙三維模型,把宇宙空間化為無垠的探索疆域??缭?7個數(shù)量級(即千億億億倍)的縮放功能,讓觀眾能以三維視角遨游于不同尺度的宇宙空間,實現(xiàn)一場太空旅行。

《宇宙碰撞》則是一套集成于碟形環(huán)境的交互式天體物理可視化系統(tǒng),以美國國家航空航天局望遠鏡采集的約500幅深空影像為數(shù)據(jù)基礎(chǔ),借助碟形頂投影、光學增強模塊等技術(shù),使螺旋星云結(jié)構(gòu)、星系碰撞過程等天體現(xiàn)象可視化呈現(xiàn)。那些無比遙遠的星云和星系,一個個出現(xiàn)在觀眾眼前。

《時空彈性》項目將難以理解的引力透鏡效應(yīng)可視化。通過實時生成引力場曲率分布,讓觀眾可以直觀感知大質(zhì)量天體引發(fā)的時空扭曲現(xiàn)象。該項目基于真實天文觀測數(shù)據(jù),創(chuàng)建了一個具有物理精度的實時模擬引擎,讓不可見的物理現(xiàn)象可見。

讓不可見的可見,正是展覽試圖實現(xiàn)的目標??茖W家和藝術(shù)家共同努力,將龐大而抽象的宇宙可視化,將來自太空的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可以理解的圖像和表征。

展覽也讓人思考太空的可持續(xù)發(fā)展。人類發(fā)射了越來越多的衛(wèi)星和航天器,太空垃圾也不斷增加。瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院實驗博物館學實驗室做了一個交互數(shù)據(jù)可視化裝置,對數(shù)萬顆衛(wèi)星及空間碎片進行可視化動態(tài)呈現(xiàn)。直觀來看,如今的地球仿佛被各種蜘蛛網(wǎng)重重纏繞,被密密麻麻的空間垃圾包裹。“這讓我們重新思考今后如何探索和管理太空資源?!敝袊鴩也┪镳^策展人、副研究館員高露說。

展覽中還有一系列由清華大學美術(shù)學院師生為未來行星之旅設(shè)計的作品。清華大學美術(shù)學院副教授師丹青告訴科技日報記者,科學和藝術(shù)在山腳下分開,又在山頂匯合?!白鳛閷W校教師,我們希望學生一方面能有科學思維,掌握技術(shù),另一方面又能有探索性、實驗性的設(shè)計思維,并將兩者結(jié)合起來。這種能力,在未來的AI時代尤為重要。”

展覽聯(lián)合策展人龍星如表示,普通人總覺得基礎(chǔ)科學離自己很遠,天文望遠鏡的數(shù)據(jù)也離自己很遠,但這樣的項目可以讓科學裝置產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)集變得可感知和可理解?!八囆g(shù)是一個講述科研故事的好方法,它讓我們對科學的展現(xiàn)方式更加豐富?!饼埿侨缯f。

(科技日報記者 洪星 攝)

編輯:韓夢晨
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