p Na Universidade de Iowa, você pode ver como a gravidade funciona brincando na areia. p Estudantes de graduação do Departamento de Física e Astronomia projetaram e construíram uma caixa de areia onde os usuários podem moldar seu próprio universo com areia e observar como a gravidade afeta um objeto - uma nave espacial ou um cometa, por exemplo, enquanto viaja pelo ambiente imaginado.

p Financiado por uma bolsa da U.S. National Science Foundation (NSF), a caixa de areia de realidade aumentada, apelidado de "Gravbox, "é o primeiro sistema interativo desse tipo a ser usado para astrofísica. Configurações semelhantes existem para geologia e engenharia - o Departamento de Ciências da Terra e Ambientais e a Biblioteca de Engenharia de Lichtenberger as têm - mas os alunos da UI avançaram o conceito para trazer a gravidade, uma força invisível que não é facilmente explicada ou compreendida, Para a vida.

p "Eu acho que é inacreditável, "diz Hai Fu, professor assistente de física e astronomia, que ganhou $ 405, Prêmio 011, parte de um aplicativo NSF mais amplo para financiar sua pesquisa sobre o que acontece quando as galáxias colidem. "Os alunos construíram tudo do zero."

p Fu diz que a caixa de areia será usada para ensinar princípios fundamentais da física, como a dinâmica gravitacional envolvida na distribuição das estrelas, as formas e evolução das galáxias, e mais.

p Ele também planeja mostrar a caixa de areia para clubes amadores de astronomia, como uma exposição em museus, e em programas de divulgação e demonstração para crianças, liderado por Dale Stille, especialista em recursos instrucionais no departamento.

p O grupo está disponibilizando seu software publicamente e está criando um site com um tutorial para a construção do sistema.

p Fu apresentou sua ideia no outono de 2016 para os 10 alunos do segundo ano, juniores, e idosos matriculados em seu curso de dois semestres, Introdução à Astrofísica. Ele pretendia que o projeto complementasse o que os alunos aprenderam em suas palestras.

p Ele mostrou a eles um esboço do conceito em um quadro negro no primeiro dia de aula.

p "Parecia impossível, "lembra Sadie Moore, graduado em física e astronomia em Burlington, Iowa. "A ideia era inspiradora."

p Implacável, os alunos se dividiram em três equipes e começaram a trabalhar.

p Uma equipe se concentrou em projetar e projetar uma estrutura que pudesse conter 200 libras de areia. Os alunos cortam madeira para a base da oficina mecânica do departamento sob a orientação do Maquinista Chefe Brian Busch; montado e montado o suporte do projetor; e construiu um gabinete deslizante para armazenar o computador, tábua, e cabos.

p Todo o trabalho foi feito internamente, diz Ross McCurdy, um membro da equipe de construção que se formou na UI em maio de 2017 e é um estudante de graduação no departamento de astronomia da Penn State University.

p "Passamos de uma concha vazia para uma agradável, recinto seguro, " ele diz.

p Uma segunda equipe se concentrou em criar um algoritmo para calcular a gravidade exercida sobre o objeto enquanto ele "viaja" na caixa de areia. Para conseguir isso, os alunos desenvolveram um software para calcular e calibrar a órbita do objeto às mudanças feitas no ambiente sandbox. A equipe reduziu de 3 minutos para menos de 1 segundo o tempo para o objeto responder a um comando do usuário.

p "Há aquele momento de reconhecimento de que aquilo em que você está trabalhando realmente valeu a pena em um produto acabado, "diz Sophie Deam, graduado em física e astronomia pela Ames, Iowa, e membro da equipe de algoritmo de gravidade.

p A terceira equipe foi encarregada de criar uma interface para o Gravbox. Depois de criar um aplicativo Android, o grupo decidiu conceber seu próprio display instrucional. Em um touchpad montado na sandbox, os usuários escolhem o objeto que desejam viajar em seu universo, desenhe uma flecha para iniciar a jornada do objeto, e, em seguida, observe em um monitor suspenso e na caixa de areia como a paisagem que eles criam na areia - o ambiente espacial imaginário - altera a órbita do objeto.

p "É tocar e pronto, "diz Erin Maier, um curso de física e astronomia de Hudson, Ohio, graduou-se em maio de 2017 e está inscrito no Programa de Pós-Graduação em Astronomia da University of Arizona.

p "Agora, formas que você normalmente não vê na natureza, você pode simular na caixa de areia, "acrescenta Zachary Luppen, um estudante júnior de física e astronomia em Fort Dodge, Iowa.

p Os alunos trabalharam no projeto ao longo do ano acadêmico de 2016–17. Mas eles perceberam que ainda havia algumas falhas na operação do Gravbox. Então, um punhado ficou por ali durante o verão para continuar a mexer; a colaboração durou até o outono, mas ninguém parecia se importar.

p "Foi envolvente que, de certa forma, você tivesse que trabalhar em equipe, "diz Mason Reed, graduado em física e astronomia pela Independence, Iowa. "Isso lhe dá uma perspectiva de como seria trabalhar em um grupo de pesquisa, descobrindo como trabalhar juntos, e encontrar o equilíbrio certo. "

p O maior desafio, vários alunos dizem, era garantir que a caixa de areia fosse útil e interessante para crianças e adultos.

p O que pessoas de todas as idades vão aprender, os alunos esperam, é basicamente o mesmo.

p "Esperamos estar dando vida ao cosmos, "Moore diz.