Забудьте о Spotify Wrapped, слушайте звуки столкновения черных дыр

Доктор Валерий Вермеулен использует данные о черных дырах для создания альбома по электромагнитной совместимости

Как передать зияющую бездну бесконечности, которой является черная дыра, человеку, который не погружался в неевклидову геометрию с бесконечными измерениями, «математическую сторону» теории суперструн и столетние поиски единой теории физики?  

Если вы доктор Валерий Вермюлен, вы смешиваете это в LP.

Mikromedas AdS/CFT 001, который теперь доступен через Ash International, является продуктом более чем годовой производственной работы. Однако во многом это альбом электронной музыки, который готовился с тех пор, как Вермеулен был подростком.  

«Даже в юном возрасте, я всегда интересовался наукой и музыкой», — сказал мне Вермюлен, когда мы разговаривали пару недель назад. «Я начал играть на фортепиано, кажется, в семь лет. Я также увлекся физикой и наукой. Я наткнулся на квантовую физику примерно в 16 лет. У нас была библиотека, и я любопытный человек.»

То знакомство с квантовой физикой в библиотеке положило начало десятилетиям увлечения квантовой гравитацией, неуловимой целью физиков преодолеть разрыв между двумя великими теориями Вселенной: Einstein’s General Relativity and Quantum Mechanics.

The Лучшая и, возможно, единственная надежда связать эти две, казалось бы, противоречивые теории воедино пролегает через точку в пространстве, где эти две теории пересекаются за завесой тьмы, за которую мы никогда не сможем заглянуть: сингулярность в сердце черной дыры.  

Используя потоки данных от слияний черных дыр — моделирование поведения частиц у горизонта событий черной дыры — и влияние таких легенд джаза, как Оскар Питерсон, Вермюлен пытается озвучить невидимые внутренности самого экзотического объекта в известной Вселенной.  

В результате получился иногда преследующий, всегда глубоко захватывающий альбом из семи треков, который стремится объединить науку и искусство так же, как относительность и квантовую механику.

Единая теория

Доктор Вермюлен в ранней жизни шел двумя разными путями, получая степень доктора математики и выступая в качестве уличного баскера в Антверпене. Люди иногда спрашивают меня: «Вы ученый или художник?», но я считаю все это творчеством», — говорит Вермеулен. 

Жизнь в двух, казалось бы, отдельных жизнях имела свои трудности. «Это было очень трудно, — сказал он мне, — но сейчас я это принимаю. Потребовалось много времени, чтобы принять, что это обе стороны моей сущности».

Если бы только физику было так легко объединить.

За более чем столетие с тех пор, как Альберт Эйнштейн опубликовал свою теорию общей относительности в 1915 году, ее предсказания были проверены и подтверждены столько раз, сколько никто не удосужился сосчитать.

Но проблемы для теории относительности и физики в целом начались еще до того, как она была предложена. В 1900 году Макс Планк опубликовал работу, в которой показал, что свет, при определенных условиях, ведет себя так, как будто он является материей, а не волной энергии, как было давно установлено физикой.

В 1920-х годах физики, такие как Нильс Бор и Вернер Гейзенберг, углублялись в странный мир субатомных частиц.

Здесь частицы могли находиться в нескольких местах одновременно. Они могли быть либо частицей, либо волной — но не тем и другим — и то, какой из них быть, зависело от того, как наблюдатель хотел ее измерить.  

Траектория моделируемого поведения частицы вблизи горизонта событий черной дыры

(Источник: Valery Vermeulen)

Здесь известный кот может быть одновременно живым и мертвым. А две запутанные частицы могут мгновенно общаться на огромных расстояниях вопреки доказательству Эйнштейна о том, что скорость света — это самое быстрое, что может когда-либо двигаться во Вселенной.

За столетие, прошедшее с момента создания квантовой механики, она тоже была многократно проверена и подтверждена. Она даже легла в основу таких революционных технологических инноваций, как лазеры и квантовые компьютеры.

На атомном уровне господствует общая теория относительности Эйнштейна, но она рушится, как только вы переходите за пределы атомных масштабов. Квантовая механика, единственным управляющим законом которой, похоже, являются законы вероятности, резко останавливается на границе атома.

Эту границу, столь четко определенную, безумно трудно преодолеть. Поиск единой теории, которая могла бы охватить и то, и другое, теории всего, является одной из величайших научных задач современности. Все, кажется, согласны с тем, что ключ к разгадке могут дать черные дыры.

Там, внутри черной дыры, масса миллиардов и миллиардов звезд может занимать одну точку пространства бесконечной плотности, меньшую, чем любая субатомная частица. Но эта масса обладает такой несравнимой гравитацией, что свет является ее пленником, как и бедная падающая звезда, которую разрывает на части, как космическую папиросную бумагу.

Там относительность и квантовая механика могут объединиться в квантовую гравитацию, если только мы сможем ее увидеть — но черная дыра хорошо хранит свои секреты.

Сонирование бездны

Доктор Валерий Вермеулен за микшерным пультом во время выступления

(Источник: Carolien Teunisse)

Попытка проникнуть в глубины этого скрытого пространства вдохновила Вермеулена на создание его нового альбома.

Вермеулен получил докторскую степень по математике в 2001 году, изучая то, что он удачно назвал «математической частью» теории суперструн. В течение многих лет он работал специалистом по анализу данных, но ранее предпринимал некоторые усилия, чтобы объединить две свои большие страсти, попутно получив степень магистра в области музыкальной композиции.

«Была одна серия, — говорит он, — сонификация путешествия от Земли до центра Млечного Пути. Я использовал много сонифицированных потоков данных в том первом EP, но он так и не был выпущен. Но я хотел сделать еще один шаг вперед.

<Затем я подумал: «Подождите, может быть, я могу использовать более глубокие математические структуры в качестве основы, что вернуло меня к одной из моих мечтаний — квантовой гравитации. Могу ли я работать с этим и сочетать это с музыкой?»

Когда речь заходит о внутренностях черной дыры, где может обитать квантовая гравитация, все, на что приходится опираться, — это математика, причем очень теоретическая, постдокторская. Даже название альбома, Mikromedas AdS/CFT 001, вдохновлено дикой, поражающей воображение идеей о том, что реальность можно рассматривать как 3D-проекцию 2D-реальности, существующей на сфере, удаленной от нас на бесконечное расстояние. По крайней мере, так мне описал это Вермюлен. Я не знаю, что все это значит.

Тем не менее, это подходящая аналогия. Используя данные, полученные из гравитационных волн, возникающих при слиянии черных дыр, моделировании черных дыр и другие данные о черных дырах из университетов нескольких стран, Вермюлен получил много цифр для работы, но как спроецировать эти цифры в нечто, что можно услышать?

«Итак, данные, которые я использовал, есть некоторые потоки данных, которые я моделировал сам, но я также получил много данных из внешних источников, таких как университеты», — сказал он. «Я также работал с Томасом Хертогом, бывшим сотрудником Стивена Хокинга, и с Томасом я работал над гравитационными волнами, и в альбоме много гравитационных волн.»

«Они довольно скучные», — добавил он. «Вы меняете частоту и получаете воющий звук.» 

Музыкальными они не являются.

«Решение, которое я нашел, — это трехмерная визуализация этих гравитационных волн», — говорит Вермеулен.

Для этого ему нужно было увидеть данные по-другому, не как цифры на линейном графике, а почти как жидкость. «Гравитационные волны могут быть выражены в трех измерениях как суммы сферических гармоник — по сути, это решения уравнений жидкости.

«Это дало мне гораздо больше возможностей. Затем я сделал двумерные срезы трехмерных флуктуирующих структур, а это двумерные развивающиеся формы, и их можно сонифицировать и напечатать для волнового синтеза».

В дополнение к слияниям черных дыр Вермюлен использовал моделирование поведения массивных и безмассовых частиц на горизонтах событий различных черных дыр, чтобы преобразовать среду непосредственно у горизонта событий в то, что можно услышать.

Соединив все эти различные потоки данных, Вермюлен смог создать огромное количество сэмплов и инструментов, питающихся этими потоками данных, и на их основе создать звуковые черные дыры альбома.  

Channeling infinity

Двумерная визуализация гравитационных волн, испускаемых при слиянии черных дыр

(Источник: Valery Vermeulen)

  «В композиционном процессе есть две фазы, — объясняет Вермеулен.  

«На первом этапе я создаю целую базу данных сонифицированных образцов. Так, например, имея 1000 различных симуляций, я могу создать 1000 различных звуков. А вторая вещь — это создание инструментов. Инструменты питаются данными, или вы можете сопоставить ручки и регуляторы с этими инструментами.»

Используя Ableton, Вермюлен смог сплести композиции, используя сочетание научных данных и своего художественного чутья.

«Во второй части я принимаю эстетическое, художественное решение. Я использую этот материал, а затем пытаюсь получить абстрактное чувство, конечно, это также связано с эмоциями, даже если это абстрактно, а затем я просто создаю композиции. Я делаю аранжировку и много внимания уделяю саунд-дизайну и сведению. Я микшировал альбом больше года, чтобы все звучало так, как я хочу.»

Валерий Вермюлен в черной рубашке на белом фоне, смотрит на что-то

(Источник: Каролин Лессир)

По мнению Вермеулена, процесс получения чего-то математически непроницаемого, как внутренность черной дыры, и придания ему доступности для наших чувств является важной частью научного процесса.

«Меня интересует установление связей между абстрактными геометрическими, математическими структурами и сонификацией. Эти объекты — холодные, мертвые объекты. Они не активны, поэтому я пытаюсь найти способ активировать их, установить связь между геометрией и звуком с помощью сонификации.. 

«Одна из вещей в моей докторской диссертации — геометрии, которые я изучал, были бесконечной размерности. Я бы хотел сделать их осязаемыми, приблизить науку к людям, дать им возможность увидеть. Наука — это просто подход к реальности, она не заменяет реальность».

Хотя мы, возможно, никогда не сможем «заглянуть» за завесу горизонта событий черной дыры, чтобы открыть ее тайны, переживание этой тайны важно само по себе. Вермеулен надеется продолжать исследовать ее в своих работах и дальше. Вы можете найти другие его работы на сайте художника или в его Instagram.  

    Оставьте комментарий