Alguna vegada has volgut explorar l’espai exterior? Ara pots!


VIRUP Explorant l'espai exterior

Exploreu l’univers amb realitat virtual utilitzant un potent programari de codi obert VIRUP

Alguna vegada has volgut explorar l’espai exterior? Ara pots, sense sortir de la Terra, gràcies al potent programari beta de codi obert VIRUP que construeix, en temps real, un univers virtual basat en les dades astrofísiques i cosmològiques contemporànies més detallades.

Esteu surant a l’espai, just per sobre de la Terra. L’Estació Espacial Internacional es troba a un braç de distància. Gires el cap només per veure la lluna, un petit cercle, lluny en la distància. No pots evitar pensar que això és probablement el que veuria un astronauta durant una caminada espacial.

Aquest és l’inici d’un viatge a l’espai exterior, en un entorn virtual desenvolupat per científics de l’EPFL.

Ara, per primera vegada, podeu entrar a l’univers virtual més complet basat en les últimes dades astrofísiques i cosmològiques, gràcies al potent programari de codi obert desenvolupat al Laboratori d’Astrofísica de l’EPFL (LASTRO). El programari s’anomena VIRUP, per a Virtual Reality Universe Project, i a primera versió beta s’estrena avui.

“Pots navegar pel mapa més detallat de l’univers des de la comoditat de casa teva”, explica Jean-Paul Kneib, director de LASTRO. “És l’oportunitat de viatjar per l’espai, a través del temps i descobrir l’univers”.

El repte de VIRUP: visualitzar terabytes de dades alhora

Els astrònoms i els astrofísics estan recopilant dades sobre milers de milions d’objectes celestes al cel nocturn amb l’ajuda de telescopis aquí a la Terra i a l’espai. Ja hi ha dècades de dades d’observació. S’esperen quantitats encara més grans de dades en un futur proper.

Per obtenir representacions visuals de les grans quantitats de dades, com ara una pel·lícula, és una pràctica estàndard renderitzar prèviament seqüències específiques. Però, què passa amb la creació d’una representació visual de les dades en temps real, com si hi fossis, un observador en un punt arbitrari de l’espai i el temps? Això és el que l’astrofísic Yves Revaz de LASTRO es va proposar fer amb el VIRUP, amb l’ajuda de l’enginyer de programari de LASTRO Florian Cabot, i va suposar renderitzar terabytes de dades a 90 fotogrames per segon. Aquesta última limitació la imposa l’entorn de realitat virtual, per a una experiència totalment immersiva i fluida.

Cúpula de l'Univers Virtual

Sota una cúpula que mostra l’univers virtual. D’esquerra a dreta: Florian Cabot, Sarah Kenderdine, Yves Revaz, Jean-Paul Kneib. Crèdit: Alain Herzog / EPFL

“La visualització de dades astrofísiques és molt més accessible que mostrar gràfics i figures, ajuda a desenvolupar la intuïció de fenòmens complexos”, explica Revaz. “VIRUP és precisament una manera de fer que totes les nostres dades astrofísiques siguin accessibles a tothom, i això serà encara més important a mesura que construïm telescopis més grans com el Matriu de quilòmetres quadrats això generarà enormes quantitats de dades”.

Dades i simulacions astrofísiques, cosmològiques

De moment, VIRUP ja pot visualitzar dades de més de 8 bases de dades agrupades. El Sloan Digital Sky Survey consta de més de 50 milions de galàxies i 300 milions d’objectes en general. El Dades de Gaia del[{” attribute=””>Milky Way Galaxy consists of 1.5 billion light sources. The Planck mission involves a satellite which measures the universe’s first light after the Open Exoplanet Catalog which aggregates various sources of IllustrisTNG which consists of 30 billion simulated particles. A major challenge is ensuring smooth transition from one database to the next.

“We considered using existing graphics engines for visualizing the data, but in the end, I developed one specifically for the project. It’s flexible, we can add more data as it becomes available, and it’s tailored to astronomy,” explains Cabot. “For this first release of VIRUP, I have focused on rendering static data, so interacting with the data is still a bit rough and the rendering of simulations can’t yet happen in real-time for example.”

Of course, it’s only possible to navigate through the data and simulations imported into VIRUP. You can visit the 4500 discovered exoplanets so far, for instance, but the way they look are artist impressions inferred from observation. You can also navigate through the 50 million galaxies measured so far by the Sloan Digital Sky Survey, but the actual data has limited resolution and this limits how much detail can be shown in its virtual representation. That being said, there is still a tremendous amount of data that can be explored with the help of VIRUP. Some of the next steps could be to include databases of objects in our solar system like all of the asteroids, or various other objects in the galaxy like nebulae and pulsars.

Flexible immersive virtual environment

For the fully immersive, 3D, 360 experience, you’d need a pair of VR glasses and a computer for running the VIRUP engine, plus storage space to store a selection of astrophysical and cosmological data.

VIRUP is also capable of building a virtual universe in other VR environments, like a dome which is especially useful for venues like planetariums, panaromas, caves and half-caves. The open-software’s transition from the rather personal and isolated experience of VR goggles to the collective, theatrical experience offered by domes and caves, became possible thanks to a collaboration between LASTRO scientists and researchers at EPFL’s Laboratory for Experimental Museology (eM+), and funded by EPFL seed funding for fostering interdisciplinary projects.

“It’s about data discovery. The immersive system means that you can embody the data which has a profound effect on how you actually perceive the data,” says artist Sarah Kenderdine who leads eM+.

Un viatge per l’univers: un curtmetratge

Amb el llançament de VIRUP arriba un curtmetratge titulat “Arqueologia de la llum”, (incrustat més amunt) un possible viatge per l’univers virtual fet possible gràcies al programari obert.

La pel·lícula de 20 minuts comença des de la Terra i dibuixa un viatge a través de les diferents escales de l’univers, des del nostre sistema solar fins a la Via Làctia, passant per la xarxa còsmica i la llum relíquia del Big Bang.

Si estàs impacient per veure la pel·lícula, pots veure-la en 2D (a dalt), en 360° (a sota) i en estèreo 180° (a baix) a YouTube. Si teniu accés a un entorn de realitat virtual, podeu submergir-vos a “Arqueologia de la llum”.

Per a l’experiència de la cúpula, la pel·lícula es mostrarà a la propera exposició de l’EPFL, Arqueologia del cosmos: exploracions en l’espai i el tempsque s’inaugura el 21 d’abril de 2022 a les Pavellons de l’EPFL. Una versió preliminar de la pel·lícula es va projectar al Synra Dome del Museu de la Ciència de Tòquio al setembre, gràcies al suport de l’ambaixada de Suïssa a Tòquio. VIRUP es presentarà aquest mes en una exposició, a Dubai, com a part de Visita a l’espai virtual de l’EPFL.

Finançament: EPFL Seed Funding. Beca Àgora.