The intersection of photography & science

Cette photomicrographie, prise par le chercheur Michael Peres, utilise une lumière polarisée pour visualiser les éléments du formotérol, un médicament conçu pour améliorer la respiration en relaxant les muscles des voies respiratoires. Ce n’est là qu’un exemple du pouvoir de la photographie d’ouvrir de nouvelles fenêtres sur les sciences naturelles.

En 1839, la photographie est entrée dans le domaine public sous la forme de daguerréotypes, des images à base de métal créées à l’aide de produits chimiques tels que l’iode et le mercure. Presque immédiatement, une classe croissante de scientifiques professionnels a mis la photographie au travail, élargissant et systématisant ce qui jusqu’à présent était en grande partie le domaine des amateurs. Les résultats de leurs travaux sont visibles dès 1843, lorsque la botaniste anglaise Anna Atkins publie un livre contenant des photographies d’algues.

Depuis lors, les progrès de la photographie se sont poursuivis à une vitesse vertigineuse, augmentant à la fois la convivialité et la puissance de la technologie. Introduit dans les années 1880 par le fondateur de Kodak, George Eastman, le film flexible a simplifié le processus de prise de photos. Le processus de demi-teintes, l’acte de réduire des photos individuelles à de minuscules points, a émergé en même temps et a ouvert la photo pour une distribution de masse. Et bien que la première photographie en couleur ait été prise en 1861, il faudra encore 100 ans pour qu’elle devienne largement disponible et acceptée.

branches de la photographie

À chaque développement, amateurs et professionnels s’affairaient à inventer de nouvelles utilisations de la photographie. Les sciences naturelles n’ont pas fait exception.

Photo d'un groupe de photographes avec des appareils photo debout dans l'eau.

Michael Peres est un professeur de photographie primé, auteur et photographe, ainsi qu’un membre du corps professoral de l’École des arts et des sciences de la photographie du Rochester Institute of Technology. Peres explique l’évolution de la photographie en sciences naturelles comme un processus motivé par la curiosité ainsi que par un engagement à élargir la compréhension humaine. “Il y avait un nouvel appareil et les scientifiques voulaient l’essayer”, dit-il. Ils voulaient voir s’ils pouvaient aider la science, explorer, enseigner, apprendre et améliorer la société dans son ensemble.

Bien sûr, des cellules aux étoiles, les chercheurs ont utilisé des caméras et des objectifs plus puissants que jamais pour observer ce qui a été observé auparavant, documenter de nouvelles découvertes et sensibiliser aux écosystèmes sur lesquels nous comptons tant.

Astronomie

En 1851, un homme du nom de John Adams Whipple a pris la première photographie connue (daguerréotype) de la Lune, et le domaine de l’astrophotographie est né. Neuf ans plus tard, James Wallace Black est monté à bord d’une montgolfière et a pointé son appareil photo vers la ville de Boston à des centaines de mètres plus bas. Le résultat est la plus ancienne photographie aérienne qui nous soit parvenue.

Aujourd’hui, les rovers, les satellites et les puissants télescopes au sol découvrent constamment de nouvelles découvertes allant de notre propre atmosphère à l’espace lointain. “Nous pouvons maintenant voir Mars visuellement et nous ne pouvons pas prédire ce qu’il y a là-bas”, déclare Peres.

Photo du ciel nocturne.

Nous amener à ce point a eu son propre ensemble de problèmes, à savoir l’exposition à des niveaux élevés de rayonnement juste au-delà de l’atmosphère terrestre. “Les rayonnements cosmiques et gamma détruisent les pixels au fil du temps”, explique-t-il. “Ainsi, nos appareils ne peuvent pas y vivre très longtemps, et la NASA cherche constamment à protéger les capteurs de leurs caméras ou à créer des algorithmes qui gèrent les pixels morts.”

La physique

La photographie joue un rôle qui se chevauche à bien des égards en matière de physique et d’astronomie. Cela est plus évident lorsque les scientifiques étudient le comportement des gaz et les couleurs émises par les étoiles. À partir de ces informations, les scientifiques peuvent déterminer quels types de gaz sont présents, ainsi que d’autres informations sur la structure et le mouvement d’un objet.

Photographie de gaz émanant d'une étoile.

La photo a influencé les études de flux d’air, permettant aux chercheurs de répondre à des questions allant de la façon de lancer un avion de huit tonnes dans les airs à la façon d’améliorer la consommation d’essence grâce à une meilleure aérodynamique. “La photographie peut nous aider à voir ce qui se passe lorsque l’air passe au-dessus d’une voiture, ou lorsque l’air passe au-dessus de l’aile d’un avion, ou ce qui se passe lorsqu’un oiseau vole dans les airs, en fonction des différences de densité de l’air”, explique Peres.

La biologie

Peres dit que la photographie joue un rôle particulièrement important dans l’avancement et l’expansion du domaine de la biologie. “Imagerie par drone et infrarouge, dégâts aux cultures et déforestation – quoi immortalité Est-ce fait avec la photographie et la biologie ?

Bon nombre de ces efforts sont motivés par le besoin urgent de documenter et de sensibiliser aux impacts de la crise climatique en cours, en particulier en ce qui concerne son impact sur la faune et les paysages.. “Ce qui arrive aux rivières, à l’évaporation, à la cartographie, au suivi et à la mesure – tout cela fait partie de cette croissance explosive du rôle de la photographie en biologie”, explique Peres.

Image microscopique des cellules.

Ce qui se passe sur le terrain au niveau microscopique est tout aussi impressionnant. “Les scientifiques cultivent des cellules dans des boîtes de Pétri et prennent des photos avec des microscopes tous les jours pour apprendre à régénérer les cellules nerveuses”, ajoute-t-il. “Le génie génétique, l’agriculture, l’effondrement du monde des abeilles – grâce à la photographie, nous pouvons les étudier dans le temps.”

sciences de la Terre

Si l’on remonte un peu plus loin, il y a aussi la catégorie des sciences de la terre plus généralement. Cela inclut les caméras anti-ouragan, les caméras qui se connectent aux animaux vivant dans l’océan, ainsi que les satellites mesurant le réchauffement climatique grâce à l’imagerie thermique, et bien plus encore.

Vue par drone de la forêt et du terrain environnant.

Plus récemment, l’imagerie infrarouge a permis aux agriculteurs d’utiliser des drones pour étudier les rendements des cultures en éclairant les plantes malades et les plantes saines en fonction de leurs signatures de couleur, explique Peres. “Le temps, l’eau, le changement climatique, les migrations animales – la photographie joue tous un rôle”, dit-il.

Chimique

En ce qui concerne la chimie et la photographie, cela concerne principalement les industries pharmaceutique, médico-légale et pétrochimique. “Ils sont énormes”, dit Peres. L’une des raisons est leur capacité à capturer et à étudier le comportement des matériaux dans toutes sortes d’environnements et à l’échelle microscopique. “Ils peuvent analyser un matériau ou la présence de formation de cristaux ou de réactions chimiques à l’aide de la spectrophotométrie ou de l’ultraviolet”, explique-t-il.

Image d'une réaction chimique.

De cette façon, les chercheurs de ces entreprises utilisent la photographie pour répondre à des questions telles que la façon d’accélérer les rendements des cultures et même de prolonger la vie des personnes très malades.

“Il n’y a rien qui ne touche pas ou ne touche pas la chimie”, dit Peres. Par conséquent, on peut facilement en dire autant de la photographie.

ce que l’avenir nous réserve

La photographie elle-même continue de changer – et elle change radicalement le monde des sciences naturelles. « Nous traitons les maladies et explorons les galaxies grâce à la photographie », déclare Peres. Des caméras parcourent Mars et documentent notre système digestif sous forme de petites pilules.

Pour assurer la découverte et le progrès continus, les générations futures doivent apprendre non seulement l’art mais aussi l’éthique de la photographie dans le cadre scientifique. “Modifiez une photo de l’espace et vous pouvez effacer toute la galaxie”, déclare Peres.

Avec un solide ensemble de meilleures pratiques, Peres pense que les avancées axées sur la photographie ont peu de chances de ralentir. Au contraire, il prédit le contraire. “Je suis sûr que le cycle de vie d’une découverte devient de plus en plus court en fonction des outils, de la technologie et des compétences en communication.”

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