Le professeur Roberto Trotta du département de physique de l'Imperial College de Londres est physicien théoricien de formation et astrophysicien de formation. Son travail explore comment les statistiques et l'apprentissage automatique peuvent nous aider à transformer des ensembles de données complexes provenant de télescopes sur Terre et dans l'espace en une compréhension réelle.

Il y a près de quatre ans, il a donné sa conférence inaugurale à l'Impérial. Aujourd’hui, il est professeur invité et souhaite nous permettre d’apprécier le ciel et les étoiles. Son dernier livre, "Starborn", a récemment été présenté comme le livre de la semaine sur BBC Radio 4.

Nous lui avons parlé pour découvrir ce que les étoiles, le ciel et tout ce qu'il y a entre les deux apportent à l'humanité, et pourquoi nous devrions nous efforcer de prendre soin de notre planète afin de pouvoir continuer à admirer les étoiles.

Quand je pense aux scientifiques du secteur spatial, l'apprentissage automatique et le big data ne sont pas ce qui me vient à l'esprit au départ. Pouvez-vous expliquer pourquoi nous utilisons le Big Data et l'IA pour examiner le monde au-dessus de nous ?

L’apprentissage automatique et l’intelligence artificielle sont devenus essentiels pour connaître notre univers. Galilée et d'autres ont regardé à travers les télescopes et ont dessiné ce qu'ils ont vu, et des années plus tard, à l'Observatoire de Harvard, des femmes astronomes ont inspecté des centaines de milliers d'étoiles et de galaxies à travers des images. En raison de la complexité et de l'ampleur des données dont nous disposons actuellement, nous avons besoin d'ordinateurs pour extraire une signification scientifique du déluge recueilli grâce aux télescopes dans l'espace et sur Terre.

C’est précisément cela l’une des grandes frontières de mon domaine. Nous explorons comment l'intelligence artificielle (IA) peut comprendre l'univers à notre place. Nous recevons de plus en plus de données en permanence, mais la question est :qu’est-ce que tout cela signifie ? Et c'est là qu'interviennent les statistiques et l'apprentissage automatique.

Pouvez-vous m'expliquer ce que vous essayez de découvrir et ce que les gens espèrent découvrir avec ce travail ?

Différentes personnes s’intéressent à différentes choses. Mes recherches se concentrent sur trois domaines principaux :ce qui s'est passé dans la première fraction de seconde du Big Bang, comment se comportent la matière noire et l'énergie noire, et comprendre de quoi est fait l'univers.

L'univers est composé de 25 % de matière noire et de 70 % d'énergie noire, qui ensemble constituent 95 % de l'univers, mais nous avons peu d'idées sur ce qu'elles sont.

Nous devons notre existence à l’attraction gravitationnelle de la matière noire. Il a joué un rôle crucial dans la formation des galaxies et des étoiles, en particulier à leur vitesse rapide. Nous sommes presque sûrs que la matière noire existe, car nous constatons qu’elle affecte la façon dont l’univers se développe et la façon dont les galaxies se déplacent. La question est de savoir de quoi est-il fait ?

L'énergie noire est beaucoup plus difficile à expliquer. Nous voyons l’univers croître de plus en plus vite et nous pensons que cela est dû à une force répulsive, une anti-gravité. Et cela est peut-être dû à la propriété même de l’espace vide; À mesure que l'univers s'étend, il crée davantage d'espace vide, ce qui entraîne des forces plus répulsives et s'étend donc encore plus rapidement. Nous pensons que ce processus d’expansion incontrôlable est alimenté par l’énergie noire, mais personne ne comprend de quoi il s’agit. Et nous essayons de le découvrir.

Je ne comprends pas comment vous enquêteriez sur les premières millisecondes après le Big Bang, car c'est un laps de temps si court pour quelque chose d'il y a si longtemps. Comment fais-tu ça ?

Nous disposons désormais d'observations très anciennes dans l'histoire de l'univers, des radiations remontant à 380 000 ans après le Big Bang. L'univers compte 13,8 milliards d'années à son actif, donc 380 000 ans après le début ne représentent qu'une fraction de son âge. Grâce à ces observations, nous pouvons remonter presque au tout début.

Nous sommes presque sûrs de pouvoir reconstruire presque tout jusque-là. Mais que se passe-t-il là-bas ? C'est la grande question.

Nous pensons que l’univers s’est développé très, très rapidement, à un rythme exponentiel, en très peu de temps. Nous appelons ce moment « inflation » et nous essayons de reconstruire à quoi ressemblait cette infime fraction de seconde et par quoi elle a été déclenchée.

Même s’il s’agissait d’une énergie beaucoup plus élevée que ce qui se produit aujourd’hui avec l’énergie noire, c’était le même effet :une expansion exponentielle. Les deux choses peuvent être liées ou non.

Seulement 5 % de l’univers est constitué de matériaux dont vous et moi sommes faits. C'est l'une des grandes questions de la physique. Quel est le reste et pourquoi existe-t-il ? Pourquoi l'univers est-il si bizarre ?

Qu'avez-vous découvert jusqu'à présent sur l'univers et ses bizarreries ?

La science est toujours une entreprise collaborative, c’est pourquoi on s’appuie sur les épaules de géants. J'ai de jeunes chercheurs très talentueux qui travaillent avec

moi dans mon groupe, et collectivement, nous voulons donner des réponses à ces questions d'une manière qui utilise toutes les informations disponibles dans les données avec un résultat auquel vous pouvez faire confiance.

C'est très statistique et informatique et nous cherchons toujours comment extraire ces informations d'ensembles de données complexes.

Votre livre consiste à admirer les étoiles (ce que vous avez fait beaucoup, je suppose), et à apprécier ce que les étoiles ont fait pour l'humanité.

R – Oui, nous sommes tous faits de poussière d'étoiles, mais les étoiles ont fait bien plus pour nous que cela. Le livre ne traite pas de la nature physique des étoiles ou de la matière noire ou de tout autre sujet dont nous avons parlé jusqu'à présent. Le livre parle de l'impact culturel que la vision des étoiles a eu sur l'humanité, depuis le moment même où l'Homo Sapiens a quitté l'Afrique il y a 50 000 ans, jusqu'à l'IA d'aujourd'hui. Les étoiles ont beaucoup à répondre en termes d'inspiration et de connaissances qu'elles nous ont transmises.

Vous avez fait une comparaison entre l'Homo Sapiens il y a 50 000 ans et l'IA d'aujourd'hui. Diriez-vous que cet impact du ciel et des étoiles est tout aussi important qu’il y a 50 000 ans ?

Nous perdons le ciel et notre connexion avec le ciel, et vous pourriez vous demander est-ce important ? Je pense que oui, c'est très important. Lorsque nous perdons le ciel, nous perdons la conscience de notre lien profond qui remonte à la préhistoire.

Nous sommes très occupés maintenant, nous vivons dans des villes, nous ne levons pas les yeux et nous ne nous soucions plus des étoiles. Il y a 150 ans, on pouvait voir la Voie lactée depuis Londres. Aujourd’hui, on ne voit presque plus d’étoiles. Même là où je me trouve actuellement à Trieste, en Italie, où le ciel est assez sombre, vous voyez passer de nombreux satellites qui, selon certaines estimations, seront plus nombreux que les étoiles d'ici 2030.

Que se passe-t-il lorsque nous perdons les étoiles ?

En perdant la connexion, vous perdez l’importance de notre place dans l’univers et le sens qu’elle revêt pour d’innombrables générations. Cela met en danger non seulement le présent, mais aussi notre avenir.

Nous perdons le sentiment que nous sommes un point bleu flottant dans un univers sombre, vaste et inhospitalier, et que nous sommes loin de tout autre endroit que nous pourrions appeler notre chez-soi.

Notre planète est irremplaçable, il n’y a pas de planète B et nous ne pouvons pas coloniser Mars, pas dans les délais dont nous avons besoin. Nous devons nous ressaisir, car perdre les étoiles signifie aussi nous perdre nous-mêmes.

Votre objectif est-il de permettre aux gens de rechercher ?

Je veux donner aux gens les moyens de regarder les étoiles mais aussi de réfléchir à notre trajectoire et à notre empreinte sur l'univers. Il y a déjà 50 000 ans, nous modifiions notre environnement à notre convenance. Aujourd’hui, la perte de biodiversité et le changement climatique suscitent un sentiment de danger. En adoptant cette vision à long terme de l'ensemble de l'histoire de l'humanité et de la manière dont les étoiles nous ont conduits, et en regardant les étoiles pour trouver plus d'inspiration pour l'avenir, nous devrions penser :« Où allons-nous à partir d'ici ? Plutôt que d'aller vers les étoiles ou vers Mars, nous devons récupérer dès maintenant le caractère unique et la beauté de notre place dans l'univers, notre propre planète.

Serait-il dangereux pour l'humanité si un jour nous levions les yeux vers le ciel et que nous rencontrions une vaste obscurité au lieu d'étoiles ?

Ce ne serait pas forcément dangereux, mais nous serions tous plus pauvres. Imaginez un monde où un voile de nuages ​​enveloppe le ciel, comme je le fais dans Starborn, et où personne n'a jamais vu une étoile, le soleil ou la lune. Ce n'est peut-être pas dangereux, mais ce ne serait certainement pas aussi enrichissant.

Je vois que vous avez fait beaucoup de communication scientifique dans le passé. Est-ce qu'éduquer les autres est une de vos passions ?

C'est quelque chose que j'ai toujours fait et j'ai toujours pensé que c'était mon devoir en tant que scientifique. Je veux redonner un peu de cet enthousiasme, de cette passion et de cet enthousiasme que nous, en tant que scientifiques, avons la chance de poursuivre comme axe principal de travail.

C'est un grand honneur de partager cela avec le public.

Que pensez-vous du fait que votre livre ait été nominé comme Livre de la semaine ?

C’est bien sûr un honneur incroyable et je ne m’y attendais pas. J'aimerais que mon livre aide à dégonfler le mythe d'une planète B vers laquelle nous pouvons nous échapper et contribue aux conversations sur l'urgence de protéger notre planète.

Nous devons prêter attention à ce qui se passe ici et maintenant, la prochaine génération n’aura pas d’étoiles et n’aura peut-être même pas de planète sur laquelle vivre. Pour moi, c'est le message important.

Plus d'informations : Starborn :Comment les étoiles nous ont créés (et qui nous serions sans elles). www.hachettebookgroup.com/titl … 76/?lens=basic-books

Fourni par l'Imperial College de Londres