The intersection of photography & science

Cette image microscopique, prise par le chercheur Michael Perez, utilise une lumière polarisée pour visualiser les éléments contenus dans le formotérol, un médicament conçu pour améliorer la respiration en relaxant les muscles des voies respiratoires. Ce ne sont là que quelques exemples du pouvoir de la photographie d’ouvrir de nouvelles fenêtres aux sciences naturelles.

En 1839, la photographie est entrée dans le domaine public sous la forme de daguerréotypes, qui sont des images à base de minéraux formées à l’aide de produits chimiques tels que l’iode et le mercure. Presque immédiatement, une classe croissante d’érudits professionnels a mis la photographie au travail, élargissant et organisant ce qui avait été en grande partie le domaine des amateurs jusqu’à cette époque. Les résultats de leurs travaux peuvent être vus dès 1843, lorsque la botaniste anglaise Anna Atkins a publié un livre avec des images d’algues.

Depuis lors, les développements de la photographie se sont poursuivis à une vitesse vertigineuse, ajoutant à la disponibilité et à la puissance de la technologie. Le film flexible, introduit dans les années 1880 par le fondateur de Kodak, George Eastman, a simplifié le processus de prise de photos. La demi-teinte, le processus de réduction des images en petits points individuels, est apparue à peu près au même moment et a ouvert la photographie à la distribution de masse. Et bien que la première photographie en couleur ait été prise en 1861, il a fallu environ 100 ans avant qu’elle ne devienne largement disponible et acceptée.

branches de la photographie

À chaque développement, les amateurs et les professionnels ont été occupés à inventer de nouvelles utilisations de la photographie. Les sciences naturelles ne faisaient pas exception.

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

Michael Pierce est un éducateur photo primé, auteur et photographe, ainsi qu’un membre du corps professoral de la School of Photographic Arts and Sciences du Rochester Institute of Technology. Perez explique le développement de la photographie dans les sciences naturelles comme motivé par la curiosité autant 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 et la découverte, aider à enseigner et à apprendre, et améliorer la société dans son ensemble.”

Certes, des cellules aux étoiles, les chercheurs ont utilisé des caméras et des objectifs toujours plus puissants pour surveiller ce qui pouvait être observé auparavant, documenter les nouvelles découvertes et sensibiliser aux écosystèmes dont nous dépendons si fortement.

astronomie

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

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

Image du ciel nocturne.

Arriver à ce point avait son propre ensemble de problèmes, tels que l’exposition à des niveaux élevés de rayonnement en dehors de l’atmosphère terrestre. “Les rayons cosmiques et les rayons gamma détruisent les pixels au fil du temps”, explique-t-il. “Ainsi, nos appareils ne peuvent pas y vivre très longtemps, et la NASA essaie constamment de comprendre comment protéger les capteurs des caméras ou créer des algorithmes qui gèrent les pixels morts.”

La physique

À bien des égards, la photographie joue un rôle étroitement lié à la physique et à l’astronomie. Cela est plus évident lorsque les scientifiques étudient le comportement des gaz et les couleurs émises par les étoiles. Avec ces informations, les scientifiques peuvent déterminer quel type de gaz sont présents, ainsi que d’autres informations sur la composition et le mouvement de l’objet.

Image des gaz émis par une étoile.

La photographie a influencé l’étude des 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 en améliorant l’aérodynamique. “La photographie peut nous aider à voir ce qui se passe lorsque l’air passe au-dessus d’une voiture, ce qui se passe 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 de la différence de densité de l’air”, explique Perez.

Biologie

La photographie a joué un rôle particulièrement central dans l’avancement et l’expansion du domaine de la biologie, dit Perez. Drones et imagerie infrarouge, dommages aux cultures et déforestation – qu’est-ce que c’est ne pas Avec la photographie et la biologie ? “

Bon nombre de ces efforts sont motivés par le besoin urgent de documenter et de sensibiliser aux effets de la crise climatique en cours, en particulier en ce qui concerne son impact sur la faune et les paysages.. “Ce qu’il advient des rivières, de l’évaporation, de la cartographie, de la surveillance et des mesures, tout cela fait partie de cette croissance exponentielle du rôle de la photographie en biologie”, déclare Perez.

Micrographie de cellules.

Ce qui est impressionnant, c’est ce qui se passe sur le terrain au niveau microscopique. “Les scientifiques cultivent des cellules dans des boîtes de Pétri et prennent des photos au microscope tous les jours pour apprendre à régénérer les neurones.” “Le génie génétique, l’agriculture et l’effondrement du monde des abeilles – nous sommes en mesure de tout étudier au fil du temps grâce à la photographie.”

géologie

Avec du recul, il y a aussi la catégorie des sciences de la Terre en général. Cela inclut les caméras anti-ouragan, les caméras qui se fixent aux animaux vivant dans l’océan, les satellites qui mesurent le réchauffement climatique grâce à l’imagerie thermique, et bien plus encore.

Image drone des forêts et des terres environnantes.

Perez dit que l’imagerie infrarouge a récemment permis aux agriculteurs d’utiliser des drones pour étudier le rendement de leurs cultures en éclairant les plantes malades par rapport aux plantes saines en fonction de leur signature de couleur. “Le temps, l’eau, le changement climatique, la migration des animaux – la photographie joue un rôle dans tout cela”, dit-il.

chimie

En ce qui concerne la chimie et la photographie, cela concerne principalement les industries pharmaceutique, médico-légale et pétrochimique. “Ce sont des géants”, dit Perez. L’une des raisons en est sa capacité à capturer et à étudier le comportement des matériaux dans toutes sortes d’environnements et à l’échelle microscopique. “Ils peuvent analyser une substance ou la présence de cristaux ou de réactions chimiques en utilisant la spectrophotométrie ou le rayonnement ultraviolet”, explique-t-il.

Image d'une réaction chimique.

Ainsi, les chercheurs de ces entreprises utilisent la photographie pour répondre à des questions telles que comment accélérer la production agricole et même prolonger la vie des personnes très malades.

“Il n’y a rien qui ne touche pas à la chimie ou à la chimie”, déclare Perez. On peut donc facilement en dire autant de la photographie.

Que réserve l’avenir?

La photographie elle-même continue de changer – et elle change radicalement le monde des sciences naturelles. “Nous traitons des maladies et découvrons des galaxies grâce à l’imagerie”, explique Perez. Des caméras parcourent Mars et documentent notre système digestif sous la forme de minuscules pilules.

Pour assurer une découverte et un progrès continus, les générations futures doivent apprendre non seulement l’art mais aussi l’éthique de la photographie dans l’environnement scientifique. “Modifiez une image de l’espace et vous pouvez supprimer une galaxie entière”, explique Perez.

Avec un ensemble solide de meilleures pratiques en place, Pires voit peu de chances de ralentir les développements axés sur la photographie. Au contraire, il s’attend au contraire. “Je parie que le cycle de vie du temps qu’il a fallu pour découvrir continue de se raccourcir de plus en plus en fonction des outils, de la technologie et de la capacité à communiquer.”

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