En un mundo donde la visualización de datos ha dominado el análisis científico, la sonificación emerge como una herramienta poderosa que no solo complementa la visión, sino que también abre nuevas puertas a la inclusión y la accesibilidad. Pero, ¿cómo llegamos a este punto? ¿Y por qué el sonido, un sentido a menudo relegado a un segundo plano en la ciencia, está ganando protagonismo en campos como la astronomía?
 

La sonificación: de curiosidad a herramienta científica

La sonificación no es un concepto nuevo. De hecho, ha estado presente en la ciencia de manera puntual en el último siglo. En disciplinas como la sismología, por ejemplo, los científicos han convertido las vibraciones de la Tierra en sonidos para estudiar terremotos. En la fisiología, las señales eléctricas musculares se han transformado en señales audibles. Sin embargo, estos casos han sido muy puntuales, y la sonificación fue vista como una curiosidad, una herramienta secundaria sin un propósito claro más allá de lo anecdótico.

No fue hasta la década de los noventa del siglo XX que la sonificación comenzó a consolidarse como una disciplina académica y de investigación en su propio derecho. Los avances en tecnología y computación permitieron explorar su potencial de manera más sistemática, y poco a poco, el sonido empezó a ganar terreno en aplicaciones prácticas. Hoy en día, la sonificación está presente en nuestra vida cotidiana. Un ejemplo familiar es el sistema de aparcamiento de los coches, donde un tono que aumenta en frecuencia o rítmica nos indica que nos estamos acercando a un obstáculo. Este uso, simple pero efectivo, demuestra cómo el sonido puede transmitir información de manera intuitiva y accesible.

Pero la sonificación no se limita a aplicaciones cotidianas. En campos como la astronomía, donde los datos son tan vastos y complejos como el propio universo, la sonificación puede convertirse en un aliado poderoso. Los astrónomos trabajan con cantidades masivas de información, desde espectros de galaxias hasta mapas de radiación cósmica. Tradicionalmente, estos datos se analizan mediante gráficos y visualizaciones, pero ¿qué pasa cuando esos datos son tan complejos que incluso las imágenes más detalladas no logran capturar todo su potencial? O, en el caso de datos multidimensionales, ¿cómo podemos analizar de manera interactiva y simultánea múltiples dimensiones sin perdernos en el proceso?      
 

Espectro de la región más brillante de la galaxia irregular NGC 3991, extraído del cubo de datos en el rango óptico obtenido con el espectrógrafo de campo integral del telescopio de 3.5 m de Calar Alto. Crédito: Rubén García-Benito

Aquí es donde el sonido entra en juego. La sonificación no es simplemente una forma alternativa de representar datos; es una manera de escuchar el cosmos. En teoría, al convertir datos en sonido, los investigadores tendrían la posibilidad de descubrir patrones que, de otra manera, podrían pasar desapercibidos. Pero su potencial va más allá. En la era del “big data”, donde la cantidad de información supera nuestra capacidad de análisis visual, la sonificación ofrece una ventaja única: la posibilidad de añadir más capas multidimensionales al análisis de datos. Esto permite explorar múltiples canales de información simultáneamente, creando sinergias que podrían revelar conexiones entre datos que antes eran difíciles de detectar.

El sonido como lenguaje multidimensional

Para entender mejor este potencial, pensemos en una analogía: el cine. Cuando vemos una película, no solo nos basamos en la información visual—los gestos de los actores, la composición de las escenas, los colores y las texturas—, sino también en la información sonora. La voz de los personajes, los efectos de sonido y la música añaden capas adicionales de significado y emoción. Estos elementos no solo complementan la imagen, sino que también pueden transformar plenamente nuestra experiencia. Por ejemplo, una escena de suspense puede volverse aún más intensa con el sonido adecuado, mientras que una música alegre puede cambiar por completo el tono de una secuencia visual.

De manera similar, la sonificación en la ciencia permite añadir “bandas sonoras” a los datos. Esto no solo enriquece la experiencia del análisis, sino que también abre nuevas vías para la interpretación. Por ejemplo, en el estudio de galaxias, los espectros contienen información sobre la composición química, la edad y la dinámica de las estrellas. Tradicionalmente, estos espectros se representan como gráficos de intensidad en función de la longitud de onda. Sin embargo, cuando se trata de analizar cientos o miles de espectros, la tarea puede volverse abrumadora.

Aquí es donde la sonificación ofrece una ventaja única. Al convertir los espectros en sonidos, los investigadores pueden escuchar las diferencias entre las regiones de una galaxia, identificar líneas de emisión o absorción, y detectar tendencias que podrían ser difíciles de observar en un gráfico. Además, el sonido también permite una exploración intuitiva y dinámica, ya que los usuarios pueden interactuar con los datos en tiempo real, ajustando parámetros y escuchando cómo cambian las características acústicas.
 

Visualización 3D de un cubo de datos espectroscópicos en el rango óptico de la galaxia espiral NGC 7549. Crédito: Rubén García-Benito

La sonificación como herramienta de inclusión

Pero la sonificación no es solo una herramienta para expertos. También tiene un potencial enorme para hacer la ciencia más accesible. Para las personas con discapacidades visuales, la sonificación ofrece una forma de experimentar y analizar datos que de otra manera serían inaccesibles. Esto no solo promueve la inclusión, sino que también enriquece la comunidad científica al incorporar perspectivas y habilidades únicas.

Imagina a un astrónomo con discapacidad visual explorando una galaxia a través del sonido. Con una herramienta como ViewCube, que combina visualizaciones interactivas con sonificaciones inmersivas, este investigador puede “escuchar” la estructura de la galaxia, identificar regiones de formación estelar y analizar la dinámica de sus componentes. Esto no solo democratiza el acceso a la ciencia, sino que también amplía las posibilidades de descubrimiento y comprensión del universo.

Explorando galaxias con sonido

En este contexto, nace ViewCube, una herramienta interactiva y multimodal diseñada para explorar datos espectrales de galaxias a través de la sonificación. ViewCube combina visualizaciones gráficas con representaciones auditivas, permitiendo a los usuarios sumergirse en los datos de una manera completamente nueva.

La aplicación está diseñada para trabajar con cubos de datos espectrales, que son conjuntos de información tridimensionales que incluyen dos dimensiones espaciales (como las coordenadas en una galaxia, esto es, un mapa) y una dimensión espectral, la intensidad de la luz en diferentes longitudes de onda. ViewCube permite a los usuarios navegar por estos cubos de datos, seleccionando puntos del mapa de la galaxia (píxeles espectrales) y escuchando cómo suena cada uno.
 

ViewCube/SoniCube es una herramienta interactiva creada para analizar cubos de espectroscopía 3D mediante visualización y sonido. En la imagen, se representa la galaxia espiral NGC 5732: a la izquierda, una ventana ofrece una proyección 2D del cubo de datos; en la parte superior derecha, se presenta el espectro asociado al punto marcado con el cursor, y en la parte inferior derecha, su sonificación. Esta integración de técnicas permite una interpretación innovadora, intuitiva y accesible de los datos. Créditos: Adrián García-Riber (UPM)

El módulo de sonificación de ViewCube, llamado SoniCube, utiliza un enfoque de aprendizaje profundo basado en autocodificadores para generar sonidos a partir de los espectros. Los autocodificadores son redes neuronales que aprenden a comprimir datos en un espacio latente de menor dimensión, capturando las características más relevantes. En este caso, cada espectro de casi dos mil dimensiones se reduce a un vector latente de seis dimensiones, que luego se convierte en frecuencias audibles.

Sin embargo, la sonificación no se limita a convertir datos en sonido. ViewCube también utiliza técnicas de espacialización binaural que simulan cómo el sonido llega a nuestros oídos desde diferentes direcciones. Esto permite a los usuarios no solo escuchar los espectros, sino también localizarlos en un espacio virtual. Por ejemplo, si un punto está a la izquierda del centro de la galaxia, el sonido parecerá provenir de esa dirección. Además, la distancia al centro de la galaxia se representa mediante efectos de reverberación, creando una sensación de profundidad. Es como un Home Cinema cósmico.

Un viaje sonoro por las galaxias

Para entender cómo funciona ViewCube, imaginemos que estamos explorando una galaxia espiral. Al abrir la aplicación, vemos un mapa 2D de la galaxia, con diferentes regiones coloreadas según su intensidad luminosa. Movemos el cursor sobre el mapa y, al seleccionar un punto en el espacio, escuchamos un sonido único que representa su espectro.

Si nos acercamos al centro de la galaxia, los sonidos se vuelven más intensos, reflejando la mayor densidad de estrellas y gas. En cambio, si nos movemos hacia los bordes, los sonidos son más suaves y distantes. Además, las regiones con líneas de emisión fuertes, como las áreas de formación estelar, producen sonidos más complejos y ricos en armónicos, mientras que las regiones más antiguas y “retiradas” suenan más uniformes.

Este enfoque no solo hace que la exploración de datos sea más intuitiva, sino que también permite a los investigadores identificar patrones y anomalías de manera más eficiente. Por ejemplo, un astrónomo podría detectar una región inusual simplemente escuchando un sonido que no encaja con el resto.

Pero... ¿podemos entender lo que escuchamos? 

La evaluación es un componente esencial en cualquier investigación sobre sonificación. Sin ella, es imposible avanzar de manera fundamentada. Un estudio riguroso no se limita a proponer una técnica de sonificación, sino que debe incluir un análisis exhaustivo que valide su viabilidad.

Con este objetivo, se llevó a cabo un estudio para evaluar el impacto de ViewCube, que contó con la participación de 67 personas de distintos perfiles: astrónomos profesionales, músicos y personas sin experiencia en astronomía. Los resultados fueron alentadores. Un 79.1% de los participantes calificó la aplicación como “útil” o “muy útil”, mientras que el 58.2% destacó la estética de las sonificaciones como “buena” o “agradable”.

En las pruebas cuantitativas, los participantes demostraron ser capaces de extraer información significativa de las sonificaciones, incluso aquellos sin formación en astronomía. Los astrónomos profesionales alcanzaron una tasa de éxito del 55.4%, mientras que los participantes sin formación astronómica lograron un 48.1%. Sin embargo, lo más sorprendente fue que los músicos, gracias a su habilidad para analizar sonidos complejos, superaron a los astrónomos en tareas que requerían la interpretación de características auditivas.

Un hallazgo especialmente significativo fue el potencial de ViewCube para hacer la astronomía más accesible. Dos astrónomos con discapacidades visuales participaron en el estudio y obtuvieron resultados comparables a los de sus colegas videntes. Este dato sugiere que la sonificación podría convertirse en una herramienta clave para fomentar la inclusión en la ciencia, ampliando las oportunidades de participación en áreas como la astronomía.
 

La imagen muestra el cubo de datos de la galaxia espiral NGC 2916, generado con espectroscopía de campo integral. Cada punto de la imagen contiene información espectral que puede visualizarse y escucharse mediante sonificación de forma interactiva. Créditos: Rubén García-Benito 

El futuro de la exploración astronómica

ViewCube representa un paso importante hacia una astronomía más inclusiva y multidimensional. Al combinar visualizaciones interactivas con sonificaciones inmersivas, esta herramienta mejora el análisis de datos espectrales al mismo tiempo que abre nuevas posibilidades para la participación de personas con discapacidades visuales.

La sonificación es más que una técnica; es un lenguaje que nos permite escuchar el universo y descubrir sus secretos de una manera completamente nueva. En un futuro donde los datos astronómicos seguirán creciendo en volumen y complejidad, herramientas como ViewCube serán esenciales para desbloquear todo su potencial.

Así que, la próxima vez que mires al cielo, recuerda que el universo no solo se ve, también se escucha. Y gracias a la sonificación, todos podemos ser parte de esa sinfonía cósmica.