Astropuls

Astropuls
Utvecklare University of California, Berkeley
Initial release Juli 2008 (offentlig publicering)
Plattform Cross-plattform
Tillgänglig i engelsk
Typ Volontär datoranvändning
Licens GNU GPL
Hemsida setiathome.ssl.berkeley.edu

Astropulse är ett frivilligt datorprojekt för att söka efter ursprungliga svarta hål , pulsarer och utomjordisk intelligens (ETI). Frivilliga resurser utnyttjas genom Berkeley Open Infrastructure for Network Computing ( BOINC)-plattformen. 1999 lanserade Space Sciences Laboratory SETI@home , som skulle förlita sig på massivt parallella beräkningar på stationära datorer utspridda över hela världen. SETI@home använder inspelad data från Arecibo- radioteleskopet och söker efter radiosignaler med smal bandbredd från rymden, vilket indikerar närvaron av utomjordisk teknologi. Man insåg snart att samma data kunde sökas efter andra signaler av värde för astronomi- och fysikgemenskapen.

Utveckling

I cirka 6 år existerade Astropulse i en experimentell betatestfas som inte var tillgänglig för allmänheten. I juli 2008 integrerades Astropulse i SETI@home, så att det enorma nätverket av SETI-deltagare också kunde bidra till sökandet efter andra astronomiska signaler av värde. Astropulse ger också bidrag till sökandet efter ET: för det första tror projektförespråkare att det kan identifiera en annan typ av ET-signal som inte identifieras av den ursprungliga SETI@Home-algoritmen; För det andra tror förespråkarna att det kan skapa ytterligare stöd för SETI genom att tillhandahålla ett andra möjligt konkret resultat från det övergripande sökprojektet.

Den slutliga utvecklingen av Astropulse har varit en tvådelad strävan. Det första steget var att slutföra Astropulse C++ -kärnan som framgångsrikt kan identifiera en målpuls. Efter att ha avslutat det programmet skapade teamet en testdatauppsättning som innehöll en dold puls, som det avslutade programmet lyckades hitta, vilket bekräftade förmågan hos Astropulse-kärnan att framgångsrikt identifiera målpulser. Sedan juli 2008 har forskningen fokuserat på en rad förfiningar av betaversionen som sedan rullas ut till hela universum av SETI-deltagare. På programmeringsnivå försöker utvecklare först säkerställa att nya versioner är kompatibla med en mängd olika plattformar, varefter den förfinade versionen optimeras för högre hastighet. Från och med april 2009 testar Astropulse betaversion 5.05.

Projektets framtid beror på utökad finansiering till SETI@home.

BOINC:s idé är att dela upp (dela upp) stora datablock i mindre enheter, som var och en kan distribueras till enskilda deltagande arbetsstationer. För detta ändamål började projektet sedan bädda in Astropulse-kärnan i SETI-betaklienten och började distribuera riktig data, uppdelad i Astropulse-arbetsenheter, till ett team av betatestare. Utmaningen har varit att säkerställa att Astropulse-kärnan kommer att fungera sömlöst på ett brett spektrum av operativsystem. Aktuell forskning fokuserar på att implementera algoritmförfinningar som eliminerar eller minskar falska positiva resultat.

Vetenskaplig forskning

Astropulse söker efter både enstaka pulser och regelbundet upprepade pulser. Detta experiment representerar en ny strategi för SETI, som postulerar mikrosekunders tidsskalapulser i motsats till längre pulser eller smalbandiga signaler. De kan också upptäcka pulsarer och exploderande ursvarta hål , som båda skulle avge korta bredbandspulser. Det primära syftet med core-astropulsalgoritmen är koherent de-spridning av mikrosekundsradiopulserna som Astropulse söker efter. Dispersion av en signal uppstår när pulsen passerar genom det interstellära mediumets (ISM) plasma, eftersom den högfrekventa strålningen går något snabbare än den lägre frekvensstrålningen. Således anländer signalen till radioteleskopet spridd beroende på mängden ISM-plasma mellan jorden och pulskällan. Dedispersion är beräkningsintensivt, vilket lånar sig till den distribuerade beräkningsmodellen.

Astropulse använder den distribuerade beräkningskraften från SETI@home, och delegerar beräkningsunderuppgifter till hundratusentals volontärers datorer, för att få fördelar i känslighet och tidsupplösning jämfört med tidigare undersökningar. Bredbandspulser skulle " kvittras " genom passage genom det interstellära mediet; det vill säga att höga frekvenser skulle anlända tidigare och lägre frekvenser skulle anlända senare. Sålunda, för pulser med bredbandsfrekvensinnehåll, antyder dispersion en signals utomjordiska ursprung. Astropuls söker efter pulser med spridningsmått som sträcker sig från 50 pc /cm 3 till 800 pc/cm −3 (chirp-hastigheter på 7000 Hz till 400 Hz per mikrosekund), vilket möjliggör detektering av källor nästan var som helst inom Vintergatan .

Projektförespråkare tror att Astropulse antingen kommer att upptäcka exploderande svarta hål eller fastställa en maximal hastighet på   5 × 10 −14 pc −3 år −1 , en faktor 10 4 bättre än någon tidigare undersökning.

Utmaningar

Alla radioastronomiprojekt konfronteras med problem som uppstår från störningar, och utmaningarna är särskilt stora när målsignalerna är svaga eller övergående. Militärt radarbrus som förekommer regelbundet och av känd varaktighet kan "släckas" vid radioteleskopkällan. En mängd olika tekniker har utforskats i litteraturen för att utveckla algoritmer som upptäcker och redogör för radarkällor som inte kan släckas på detta sätt.

Resultat

Se även: Vetenskapliga resultat från SETI@home-projektet

Astropulse började bearbeta i mitten av juli 2008. Från och med januari 2009 har resultaten använts på en mängd olika sätt. Utvecklingspersonal, med hjälp av volontärer, har arbetat för att säkerställa att kunden fungerar effektivt på ett brett spektrum av operativsystem. Koden har förfinats och optimerats för att minska beräkningstiden på den lokala arbetsstationen. Resultaten har analyserats så att algoritmerna kan justeras för att minska falska positiva resultat som kan vara resultatet av störningar eller slumpmässigt bakgrundsljud. Hittills har en målsignal ännu inte hittats.

Potentiella pulsfynd

Huvudartikel: Astronomisk radiokälla

Ett mål med Astropulse är att upptäcka postulerade minisvarta hål som kan avdunsta på grund av " Hawking-strålning" . Sådana minisvarta hål antas ha skapats under Big Bang, till skillnad från för närvarande kända svarta hål. Astropulse-projektet hoppas att denna avdunstning skulle producera radiovågor som Astropulse kan upptäcka. Avdunstningen skulle inte skapa radiovågor direkt. Istället skulle det skapa ett expanderande eldklot av högenergiska gammastrålar och partiklar. Detta eldklot skulle interagera med det omgivande magnetfältet, trycka ut det och generera radiovågor.

Roterande radiotransienter (RRAT) är en typ av neutronstjärnor som upptäcktes 2006 av ett team ledd av Maura McLaughlin från Jodrell Bank Observatory vid University of Manchester i Storbritannien. RRAT tros producera radioemissioner som är mycket svåra att lokalisera på grund av deras övergående natur. Tidiga ansträngningar har kunnat upptäcka radioemissioner (ibland kallade RRAT-blixtar ) under mindre än en sekund om dagen, och precis som med andra singelskursignaler måste man vara mycket noga med att skilja dem från markbunden radiostörning. Att distribuera beräkningar och Astropulse-algoritmen kan således lämpa sig för ytterligare detektering av RRAT.

Pulser med ett uppenbart extragalaktiskt ursprung har observerats i arkiverade data. Det föreslås att hundratals liknande händelser kan inträffa varje dag och, om de upptäcks, kan de fungera som kosmologiska sonder. Radiopulsarundersökningar som Astropulse-SETI@home erbjuder en av få möjligheter att övervaka radiohimlen efter impulsiva skurliknande händelser med millisekunders varaktighet. På grund av den isolerade naturen hos det observerade fenomenet förblir källans natur spekulativ. Möjligheterna inkluderar en kollision med svart hål- neutronstjärna , en kollision med neutronstjärna-neutronstjärna, en kollision mellan svart hål och svart hål, eller något fenomen som ännu inte har beaktats.

Men 2010 kom det en ny rapport om 16 liknande pulser från Parkes-teleskopet som uppenbarligen var av markbundet ursprung.

Tidigare sökningar av SETI@home har letat efter utomjordisk kommunikation i form av smalbandiga signaler, analogt med våra egna radiostationer. Astropulse-projektet hävdar att eftersom vi inte vet något om hur ET kan kommunicera, kan detta vara lite slutent. Således kan Astropulse-undersökningen ses som ett komplement till den smalbandiga SETI@home-undersökningen som en biprodukt av sökandet efter fysiska fenomen.

RF -strålning från yttre rymden upptäcktes först av Karl G. Jansky (1905–1950), som arbetade som radioingenjör vid Bell Telephone Laboratories för att studera radiofrekvensstörningar från åskväder för Bell Laboratories. Han fann "...en statisk väsande typ av okänt ursprung", som han så småningom drog slutsatsen hade ett utomjordiskt ursprung. Pulsarer (roterande neutronstjärnor) och kvasarer (täta centrala kärnor i extremt avlägsna galaxer) upptäcktes båda av radioastronomer. År 2003 upptäckte astronomer som använde Parkes radioteleskop två pulsarer som kretsade runt varandra, det första kända systemet. NRL-astronomen Dr. Joseph Lazio förklarade sin senaste upptäckt av en kraftfull sprängande radiokälla: "Otroligt nog, även om himlen är känd för att vara full av transienta objekt som sänder ut vid röntgen- och gammastrålningsvåglängder, har väldigt lite gjorts för att leta efter radioskurar, som ofta är lättare för astronomiska objekt att producera." Användningen av koherenta dedispersionsalgoritmer och beräkningskraften som tillhandahålls av SETI-nätverket kan leda till upptäckt av tidigare oupptäckta fenomen.

Astronomi i skolorna

Astropulse och dess äldre partner, SETI@home, erbjuder ett konkret sätt för gymnasielärare i naturvetenskap att involvera sina elever i astronomi och datoranvändning. Ett antal skolor har frivilliga datorklassprojekt.

externa länkar

Relaterade webbplatser

För lärare och elever

Hämtad från " https://sv.wikipedia.org/w/index.php?title=Astropulse&oldid=1130980269 "