Астропульс

Астропульс
	Заставка SETI@home Астропульс
Разработчик(и)	Калифорнийский университет, Беркли
Первоначальный выпуск	Июль 2008 г. (публичный выпуск)
Платформа	Кросс-платформенный
Доступно в	Английский
Тип	Волонтерские вычисления
Лицензия	GNU GPL
Веб-сайт	setiathome.ssl.berkeley.edu

Astropulse — это добровольный компьютерный проект по поиску первичных черных дыр , пульсаров и внеземного разума (ETI). Ресурсы волонтеров используются через платформу Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC). В 1999 году Лаборатория космических наук запустила SETI@home , которая будет опираться на массовые параллельные вычисления на настольных компьютерах, разбросанных по всему миру. SETI@home использует записанные данные радиотелескопа и Аресибо ищет узкополосные радиосигналы из космоса, указывающие на присутствие внеземных технологий. Вскоре было признано, что эти же данные могут быть использованы для поиска других сигналов, ценных для астрономического и физического сообщества.

Разработка

Около 6 лет Astropulse существовала на стадии экспериментального бета- тестирования, недоступной широкому сообществу. В июле 2008 года Astropulse был интегрирован в SETI@home, так что огромная сеть участников SETI также могла внести свой вклад в поиск других ценных астрономических сигналов. Astropulse также вносит свой вклад в поиск инопланетян: во-первых, сторонники проекта полагают, что он может идентифицировать другой тип сигнала инопланетян, не идентифицируемый исходным алгоритмом SETI@Home; во-вторых, сторонники полагают, что это может создать дополнительную поддержку SETI, предоставив второй возможный конкретный результат всего поискового проекта.

Окончательная разработка Astropulse состояла из двух частей. Первым шагом было создание ядра Astropulse C++, способного успешно идентифицировать целевой импульс. По завершении этой программы команда создала пробный набор данных, содержащий скрытый импульс, который завершенная программа успешно обнаружила, тем самым подтвердив способность ядра Astropulse успешно идентифицировать целевые импульсы. С июля 2008 года исследования были сосредоточены на ряде усовершенствований бета-версии, которые затем были распространены на всю вселенную участников SETI. На уровне программирования разработчики сначала стремятся обеспечить совместимость новых версий с различными платформами, после чего усовершенствованная версия оптимизируется для большей скорости. По состоянию на апрель 2009 г. Astropulse тестирует бета-версию 5.05.

Будущее проекта зависит от расширения финансирования SETI@home.

Идея BOINC заключается в разделении (разделении) больших блоков данных на более мелкие блоки, каждый из которых может быть распределен по отдельным участвующим рабочим станциям. С этой целью проект затем начал встраивать ядро Astropulse в бета-клиент SETI и начал распространять реальные данные, разделенные на рабочие блоки Astropulse, команде бета-тестеров. Задача заключалась в том, чтобы гарантировать, что ядро Astropulse будет бесперебойно работать в широком спектре операционных систем. Текущие исследования сосредоточены на усовершенствовании алгоритмов, которые устраняют или уменьшают ложные срабатывания.

Научные исследования

Astropulse ищет как одиночные импульсы, так и регулярно повторяющиеся импульсы. Этот эксперимент представляет собой новую стратегию SETI, постулирующую импульсы микросекундного масштаба в отличие от более длинных импульсов или узкополосных сигналов. Они также могут обнаружить пульсары и взрывающиеся первичные черные дыры , которые будут излучать короткие широкополосные импульсы. Основная цель основного алгоритма Astropulse — когерентное устранение дисперсии микросекундных радиоимпульсов, которые ищет Astropulse. Дисперсия сигнала происходит при прохождении импульса через плазму межзвездной среды (МЗС), поскольку высокочастотное излучение распространяется немного быстрее, чем низкочастотное. ^[2] Таким образом, сигнал поступает на радиотелескоп в зависимости от количества плазмы МЗС между Землей и источником импульса. Дедисперсия требует больших вычислительных ресурсов, поэтому ее можно использовать в модели распределенных вычислений.

Astropulse использует распределенную вычислительную мощность SETI@home, делегируя вычислительные подзадачи сотням тысяч компьютеров добровольцев, чтобы получить преимущества в чувствительности и временном разрешении по сравнению с предыдущими исследованиями. Широкополосные импульсы будут « чирикать » при прохождении через межзвездную среду; то есть высокие частоты появятся раньше, а более низкие частоты появятся позже. Таким образом, для импульсов с широкополосным частотным составом дисперсия намекает на внеземное происхождение сигнала. Астропульс ищет импульсы с мерой дисперсии от 50 пк /см. ³ до 800 шт/см ⁻³ (частота импульсов от 7000 Гц до 400 Гц в микросекунду), что позволяет обнаруживать источники практически в любой точке Млечного Пути .

Сторонники проекта полагают, что Astropulse либо обнаружит взрывающиеся черные дыры, либо установит максимальную скорость 5 × 10. ⁻¹⁴ ПК ⁻³тот ⁻¹, коэффициент 10 ⁴ лучше, чем любое предыдущее исследование. ^[3]

Проблемы

Любой радиоастрономический проект сталкивается с проблемами, возникающими из-за помех, и эти проблемы особенно велики, когда сигналы цели слабы или имеют кратковременную продолжительность. Шум военных радаров, который регулярно возникает и имеет известную продолжительность, может быть «погашен» в источнике радиотелескопа. В литературе изучались различные методы разработки алгоритмов обнаружения и учета радиолокационных источников, которые невозможно заглушить таким способом. ^[4]

Результаты

Astropulse начала вычисления в середине июля 2008 года. По состоянию на январь 2009 года. ^[update]Результаты были использованы по-разному. Сотрудники разработчиков при помощи волонтеров постарались обеспечить эффективную работу клиента в широком спектре операционных систем. Код был доработан и оптимизирован для сокращения времени вычислений на локальной рабочей станции. Результаты были проанализированы таким образом, чтобы алгоритмы можно было скорректировать для уменьшения ложных срабатываний, которые могут возникнуть в результате помех или случайного фонового шума. На сегодняшний день целевой сигнал еще не найден.

Потенциальные пульсовые находки

Одной из целей Astropulse является обнаружение предполагаемых мини-черных дыр, которые могут испаряться из-за « излучения Хокинга ». Постулируются такие мини-черные дыры ^[5] были созданы во время Большого взрыва, в отличие от известных в настоящее время черных дыр. Проект Astropulse надеется, что это испарение приведет к образованию радиоволн, которые сможет обнаружить Astropulse. Испарение не создаст радиоволны напрямую. Вместо этого он создаст расширяющийся огненный шар из высокоэнергетических гамма-лучей и частиц. Этот огненный шар будет взаимодействовать с окружающим магнитным полем, выталкивая его и генерируя радиоволны. ^[6]

Вращающиеся радиотранзиенты (RRAT) — это тип нейтронных звезд, открытый в 2006 году командой под руководством Мауры Маклафлин из обсерватории Джодрелл-Бэнк в Манчестерском университете в Великобритании. Считается, что RRAT производят радиоизлучения, которые очень трудно обнаружить из-за их временного характера. ^[7] Первые попытки позволили обнаружить радиоизлучение (иногда называемое вспышками RRAT ). ^[8] менее одной секунды в день, и, как и в случае с другими одиночными сигналами, необходимо проявлять большую осторожность, чтобы отличить их от наземных радиопомех. Таким образом, распределенные вычисления и алгоритм Astropulse могут способствовать дальнейшему обнаружению RRAT.

В архивных данных наблюдались импульсы очевидного внегалактического происхождения. Предполагается, что сотни подобных событий могут происходить каждый день и в случае обнаружения могут служить космологическими зондами. Исследования радиопульсаров, такие как Astropulse-SETI@home, предлагают одну из немногих возможностей контролировать радионебо на предмет импульсивных всплесков событий длительностью в миллисекунды. ^[9] Из-за изолированности наблюдаемого явления природа источника остается спекулятивной. Возможные варианты включают столкновение черной дыры и нейтронной звезды , столкновение нейтронной звезды и нейтронной звезды, столкновение черной дыры и черной дыры или какое-то еще не рассмотренное явление.

Однако в 2010 году появилось новое сообщение о 16 подобных импульсах телескопа Паркс, которые явно имели земное происхождение. ^[10]

Предыдущие поиски SETI@home искали внеземную связь в виде узкополосных сигналов, аналогичных нашим собственным радиостанциям. Проект Astropulse утверждает, что, поскольку мы ничего не знаем о том, как инопланетяне могут общаться, это может быть несколько предвзятым подходом. Таким образом, обзор Astropulse можно рассматривать как дополнение узкополосного обзора SETI@home как побочный продукт поиска физических явлений.

Радиочастотное излучение из космоса было впервые обнаружено Карлом Дж. Янски (1905–1950), который работал радиоинженером в Bell Telephone Laboratories, изучая радиочастотные помехи от гроз для Bell Laboratories. Он обнаружил «... устойчивое шипение неизвестного происхождения», которое, в конце концов, пришло к выводу, что оно имеет внеземное происхождение. пульсары (вращающиеся нейтронные звезды) и квазары Радиоастрономы обнаружили (плотные центральные ядра очень далеких галактик). В 2003 году астрономы с помощью Паркс радиотелескопа обнаружили два пульсара, вращающихся вокруг друг друга, — первую известную подобную систему. Объясняя свое недавнее открытие мощного взрывающегося радиоисточника, астроном NRL доктор Джозеф Лацио заявил: ^[11] «Удивительно, но, несмотря на то, что небо, как известно, полно переходных объектов, излучающих рентгеновские и гамма-лучи, очень мало было сделано для поиска радиовсплесков, которые часто легче производить астрономическим объектам». Использование алгоритмов когерентной дедисперсии и вычислительной мощности сети SETI может привести к открытию ранее не открытых явлений.

Астрономия в школах

Astropulse и ее старший партнер SETI@home предлагают учителям естественных наук средних школ конкретный способ привлечь своих учеников к астрономии и информатике. В ряде школ поддерживаются волонтерские проекты компьютерных классов.

Ссылки

^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 4 апреля 2013 г. Проверено 30 мая 2012 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
^ «Мера дисперсии пульсара» . Центр астрофизики и суперкомпьютеров – Суинберн. Архивировано из оригинала 18 июля 2010 года . Проверено 23 июня 2010 г.
^ Джошуа фон Корфф (4 декабря 2007 г.). «Поиски взрывающихся черных дыр» (PDF) . Астрономический факультет Калифорнийского университета в Беркли. Архивировано из оригинала (PDF) 6 июня 2011 г. Проверено 23 июня 2010 г.
^ С.В. Эллингсон и Г.А. Хэмпсон (2003). «Уменьшение радиолокационных помех в радиоастрономии L-диапазона» . Серия дополнений к астрофизическому журналу . 147 (1): 167. Бибкод : 2003ApJS..147..167E . дои : 10.1086/375025 .
^ «Дело о мини-черных дырах» . ЦЕРН Курьер. 24 ноября 2004 г. Проверено 23 июня 2010 г.
^ «Первичные черные дыры» . Проверено 23 июня 2010 г.
^ Дэвид Бьелло (16 февраля 2006 г.). «Найден новый вид звезд» . Научный американец . Проверено 23 июня 2010 г.
^ Обсерватория Джодрелл-Бэнк. «RRAT вспышка» . Мир физики . Проверено 23 июня 2010 г.
^ Дункан Лоример; Мэтью Бэйлз; Маура Маклафлин; Дэвид Наркевич и Фронфилд Кроуфорд (октябрь 2007 г.). «Яркий миллисекундный радиовсплеск внегалактического происхождения». Наука . 318 (5851): 777–80. arXiv : 0709.4301 . Бибкод : 2007Sci...318..777L . дои : 10.1126/science.1147532 . ПМИД 17901298 . S2CID 15321890 .
^ Сара Берк-Сполаор; Мэтью Бэйлз; Рональд Экерс; Жан-Пьер Маккар; Фронфилд Кроуфорд III (2010). «Радиовсплески с внегалактическими спектральными характеристиками указывают на земное происхождение». Астрофизический журнал . 727 (1): 18. arXiv : 1009.5392 . Бибкод : 2011ApJ...727...18B . дои : 10.1088/0004-637X/727/1/18 . S2CID 35469082 .
^ Андреа Джанопулос; Шеннон Уэллс; Мишель Ларч-Шоу; Дженис Шульц; Донна МакКинни (2 марта 2005 г.). «Астрономы обнаружили мощный взрывной источник радиоизлучения, указывающий на новый класс астрономических объектов» . Пресс-релиз Национальной радиоастрономической обсерватории : 9. Бибкод : 2005nrao.pres....9. Проверено 23 июня 2010 г.

Внешние ссылки

Для учителей и студентов

[1] «Архивная копия» . Архивировано из оригинала 4 апреля 2013 г. Проверено 30 мая 2012 г. {{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )

[2] «Мера дисперсии пульсара» . Центр астрофизики и суперкомпьютеров – Суинберн. Архивировано из оригинала 18 июля 2010 года . Проверено 23 июня 2010 г.

[3] Джошуа фон Корфф (4 декабря 2007 г.). «Поиски взрывающихся черных дыр» (PDF) . Астрономический факультет Калифорнийского университета в Беркли. Архивировано из оригинала (PDF) 6 июня 2011 г. Проверено 23 июня 2010 г.

[4] С.В. Эллингсон и Г.А. Хэмпсон (2003). «Уменьшение радиолокационных помех в радиоастрономии L-диапазона» . Серия дополнений к астрофизическому журналу . 147 (1): 167. Бибкод : 2003ApJS..147..167E . дои : 10.1086/375025 .

[5] «Дело о мини-черных дырах» . ЦЕРН Курьер. 24 ноября 2004 г. Проверено 23 июня 2010 г.

[6] «Первичные черные дыры» . Проверено 23 июня 2010 г.

[7] Дэвид Бьелло (16 февраля 2006 г.). «Найден новый вид звезд» . Научный американец . Проверено 23 июня 2010 г.

[8] Обсерватория Джодрелл-Бэнк. «RRAT вспышка» . Мир физики . Проверено 23 июня 2010 г.

[9] Дункан Лоример; Мэтью Бэйлз; Маура Маклафлин; Дэвид Наркевич и Фронфилд Кроуфорд (октябрь 2007 г.). «Яркий миллисекундный радиовсплеск внегалактического происхождения». Наука . 318 (5851): 777–80. arXiv : 0709.4301 . Бибкод : 2007Sci...318..777L . дои : 10.1126/science.1147532 . ПМИД 17901298 . S2CID 15321890 .

[10] Сара Берк-Сполаор; Мэтью Бэйлз; Рональд Экерс; Жан-Пьер Маккар; Фронфилд Кроуфорд III (2010). «Радиовсплески с внегалактическими спектральными характеристиками указывают на земное происхождение». Астрофизический журнал . 727 (1): 18. arXiv : 1009.5392 . Бибкод : 2011ApJ...727...18B . дои : 10.1088/0004-637X/727/1/18 . S2CID 35469082 .

[11] Андреа Джанопулос; Шеннон Уэллс; Мишель Ларч-Шоу; Дженис Шульц; Донна МакКинни (2 марта 2005 г.). «Астрономы обнаружили мощный взрывной источник радиоизлучения, указывающий на новый класс астрономических объектов» . Пресс-релиз Национальной радиоастрономической обсерватории : 9. Бибкод : 2005nrao.pres....9. Проверено 23 июня 2010 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

v т и открытой инфраструктуры для сетевых вычислений Беркли (BOINC) Проекты
Активный	Дружественные числа Астероиды@дома climateprediction.net Гипотеза Коллатца Космология@Дом ДЕНИС@дома Эйнштейн@Дома Gerasim@home GPUGRID.net Тена БАК@дома НАГРУЗКА Млечный Путь@дома Майнкрафт@дома MindModeling@Home Муу! обертка НФС@Дом НомерФилдс@дома ОДЛК ОДЛК1 ПраймГрид QuChemPedIA@домашняя РейкПоиск Рамануджанская машина Розетта@дома SIDock@дома СРБаза Вселенная@Дом Сетка мирового сообщества (подпроекты «Проект чистой энергии» , «Открытие лекарств от лихорадки денге – вместе» , «Борьба со СПИДом @ Home» , «Проект сравнения генома Фиокруса» , «Помощь в победе над раком» , «Помощь в победе над раком» , «Помощь в лечении мышечной дистрофии» , «Проект складывания протеома человека» , «Помощь в борьбе с детским раком» , « Разбить детский рак») ) WUProp@Home йойо@дома
Бета	Мир РНК (бета) ТН-Грид Проект WEP-M+2
Альфа	nanoHUB@дома РАДИОАКТИВНО@ДОМА МЕРТВЫЙ
технологии, инструменты	Клиент-серверная технология BOINC Кредитная система BOINC Гридкоин Благотворительный двигатель ГридРеспублика Наука Юнайтед
Прекращено или неактивен	ABC@Дом АКВА@дома Система искусственного интеллекта Эксперимент BBC по изменению климата Большой и уродливый проект рендеринга CAS@дома Клеточные вычисления Гражданская научная сетка Коррелизатор ДистрРТген Док-станция@Домой EDGeS@Home Энигма@Дома eOn Evolution@Home (подпроект yoyo@home) FreeHAL ХэшКлэш Ты ревнуешь Криптос@Дом Проект Решетки Лейденская классика uFluids@Home Проект по борьбе с малярией MLC@Дом ОПроект@Главная орбита@дома ПОЭМ@Дома Пираты@Домой Предсказатель@дома белки@дома РАЛЬФ@дома Riesel Sieve (объединено с PrimeGrid) QMC@Домой СБ@дома Сезонный проект атрибуции SETI@home (подпроект Astropulse ) SETI@home beta СИМАП SLinCA@Home Спинхендж@дома СЗТАКИ Настольная сетка БЕЗ МЕНЯ СкайНет ВГТУ@Дом XtremLab