Professor Roberto Trotta från Imperial College Londons institution för fysik är teoretisk fysiker till utbildning och astrofysiker till yrke. Hans arbete undersöker hur statistik och maskininlärning kan hjälpa oss att förvandla komplexa datamängder från teleskop på jorden och i rymden till verklig förståelse.
För snart fyra år sedan höll han sin invigningsföreläsning på Imperial. Nu är han gästprofessor som vill ge oss möjlighet att uppskatta himlen och stjärnorna. Hans senaste bok, "Starborn", presenterades nyligen som BBC Radio 4:s bok i veckan.
Vi pratade med honom för att ta reda på vad stjärnorna, himlen och allt däremellan ger mänskligheten, och varför vi bör sträva efter att ta hand om vår planet så att vi fortfarande kan se upp till stjärnorna.
Maskininlärning och artificiell intelligens har blivit avgörande för att lära sig om vårt universum. Galileo och andra tittade en gång genom teleskopen och ritade vad de såg, och år senare vid Harvard Observatory inspekterade kvinnliga astronomer hundratusentals stjärnor och galaxer genom bilder. På grund av komplexiteten och omfattningen av data som vi har nu behöver vi datorer för att utvinna vetenskaplig mening från syndafloden som samlats in från teleskop i rymden och på jorden.
En av de stora banbrytande gränserna för mitt område är just det. Vi utforskar hur artificiell intelligens (AI) kan förstå universum åt oss. Vi får mer och mer data hela tiden, men frågan är vad allt betyder? Och det är där statistiken och maskininlärning kommer in.
Olika människor är intresserade av olika saker. Min forskning fokuserar på tre huvudområden:vad som hände i den första bråkdelen av den andra av Big Bang, hur mörk materia och mörk energi beter sig, och förståelse av vad universum är gjort av.
Universum består av 25 % mörk materia och 70 % mörk energi – som tillsammans utgör hela 95 % av universum – men vi har liten aning om vad de är.
Vi är skyldiga vår existens till gravitationskraften från mörk materia. Det spelade en avgörande roll för att göra det möjligt för galaxer och stjärnor att bildas, särskilt med den snabba hastighet de gjorde. Vi är ganska säkra på att mörk materia existerar, eftersom vi ser att den påverkar hur universum expanderar och hur galaxer rör sig. Frågan är vad den är gjord av?
Mörk energi är mycket svårare att förklara. Vi ser universum växa snabbare och snabbare och vi tror att det orsakas av en frånstötande kraft, en antigravitation. Och detta är kanske på grund av egenskapen av tomt utrymme i sig; när universum expanderar skapar det mer tomt utrymme, vilket i sin tur leder till fler frånstötande krafter så att det expanderar ännu snabbare. Vi tror att den här skenande expansionsprocessen drivs av mörk energi, men ingen förstår vad det är. Och vi försöker ta reda på det.
Vi har nu observationer från mycket, mycket tidigt i universums historia, strålning som kommer från 380 000 år efter The Big Bang. Universum har 13,8 miljarder år under sitt bälte, så 380 000 år efter början är en bråkdel av dess ålder. Tack vare dessa observationer kan vi gå tillbaka nästan till början.
Vi är ganska säkra på att vi kan rekonstruera nästan allt fram till dess. Men vad händer där? Det är den stora frågan.
Vi tror att universum expanderade mycket, mycket snabbt i en exponentiell hastighet på en mycket kort tid. Vi kallar det ögonblicket "inflation", och vi försöker rekonstruera hur den lilla bråkdelen av en sekund såg ut och vad den utlöstes av.
Även om detta var mycket högre energi än vad som händer idag med mörk energi, var det samma effekt - exponentiell expansion. De två sakerna kan eller kanske inte är kopplade.
Endast 5% av universum är gjorda av saker som du och jag är gjorda av. Det är en av de stora frågorna inom fysiken. Vad är resten av grejerna och varför finns det? Varför är universum så konstigt?
Vetenskap är alltid ett samarbetsföretag, så du bygger på jättarnas axlar. Jag har väldigt duktiga yngre forskare som arbetar med
mig i min grupp, och tillsammans vill vi ge svar på dessa frågor på ett sätt som använder all information som finns tillgänglig i data med ett resultat som du kan lita på.
Det är väldigt statistiskt och beräkningsmässigt och vi letar alltid efter hur vi kan få ut denna information ur komplexa datamängder.
A – Ja, vi är alla gjorda av stjärndamm – men stjärnor har gjort så mycket mer för oss än så. Boken handlar inte om stjärnornas fysiska natur eller mörk materia eller något av det som vi har pratat om hittills. Boken handlar om den kulturella påverkan som att se stjärnorna har haft på mänskligheten, från det ögonblick då Homo Sapiens gick ut ur Afrika för 50 000 år sedan, till AI idag. Stjärnorna har mycket att svara för när det gäller den inspiration och kunskap de har gett oss.
Vi förlorar himlen och vår koppling till himlen, och du kanske frågar är det viktigt? Jag tror ja, det är väldigt viktigt. När vi förlorar himlen förlorar vi medvetenheten om vår djupa koppling som går tillbaka till förhistorien.
Vi är väldigt upptagna nu, vi bor i städer, vi ser inte upp och vi bryr oss inte om stjärnorna längre, för 150 år sedan kunde man se Vintergatan från London. Nu ser du knappt några stjärnor alls. Även där jag för närvarande är i Trieste, Italien, där himlen är ganska mörk, ser du massor av passerande satelliter, som enligt vissa uppskattningar kommer att vara fler än stjärnorna till 2030.
Genom att tappa kopplingen förlorar du betydelsen av vår plats i universum och betydelsen som den har i otaliga generationer. Detta äventyrar inte bara nuet, utan även vår framtid.
Vi förlorar känslan av att vi är en blå prick som svävar i ett stort, ogästvänligt mörkt universum, och att vi är långt borta från någon annan plats som vi kan kalla hem.
Vår planet är oersättlig, det finns ingen Planet B, och vi kan inte kolonisera Mars, inte på den tidsskala som vi behöver den. Vi måste ta oss samman eftersom att förlora stjärnorna betyder också att vi förlorar oss själva.
Jag vill ge människor möjlighet att se upp till stjärnorna men också att tänka på vår bana och prägel på universum. Redan så tidigt som för 50 000 år sedan ändrade vi vår miljö för att passa oss. Nu finns det en känsla av fara genom förlusten av biologisk mångfald och klimatförändringar. Genom att ta denna mycket långa syn på människans hela historia och hur stjärnorna har lett oss, och förhoppningsvis titta upp på stjärnorna för mer inspiration för framtiden, borde vi tänka:"Var går vi härifrån?" Snarare än till stjärnorna eller Mars måste vi återta det unika och sköna i vår plats i universum, vår egen planet, nu.
Det skulle inte nödvändigtvis vara farligt, men vi skulle alla vara fattigare. Föreställ dig en värld där en slöja av moln omsluter himlen, som jag gör i Starborn, och ingen någonsin har sett en stjärna, solen eller månen. Det kanske inte är farligt, men det skulle absolut inte vara lika berikande.
Det är något jag alltid har gjort och alltid känt att det är min plikt som vetenskapsman. Jag vill ge tillbaka en del av den spänningen, passionen och entusiasmen som vi som forskare har turen att utöva som vår huvudsakliga verksamhet.
Det är en stor ära att dela det med allmänheten.
Det är en otrolig ära, naturligtvis, och jag hade inte förväntat mig det. Jag skulle vilja att min bok hjälper till att tömma myten om en Planet B som vi kan fly till och bidra till samtal om hur brådskande det är att skydda vår planet.
Vi måste vara uppmärksamma på vad som händer här och nu, nästa generation kommer inte att ha stjärnorna och kanske inte ens har en planet att leva på. För mig är det det viktiga budskapet.
Mer information: Starborn:How the Stars Made Us (och vilka vi skulle vara utan dem). www.hachettebookgroup.com/titl … 76/?lens=basic-books
Tillhandahålls av Imperial College London
