Τα μεγάλα δεδομένα και η αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης

Το κυνήγι για ευφυή ζωή πέρα ​​από τη Γη ξεκίνησε ως ένα εξειδικευμένο πεδίο, με λίγους ερευνητές που προσπάθησαν να αποκτήσουν πρόσβαση στα τηλεσκόπια που χρειάζονταν για την αναζήτησή τους για εξωγήινη νοημοσύνη (SETI). Όμως την τελευταία δεκαετία, ωθούμενοι από την ανακάλυψη του πάνω από 4.000 πλανήτες εκτός του ηλιακού μας συστήματος, το ενδιαφέρον για το θέμα έχει εκραγεί.

Με περισσότερα πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα να συμμετέχουν στο SETI, υπάρχουν περισσότερα τηλεσκόπια από ποτέ αναζητούν άμεσες ή έμμεσες τεχνολογίες, οι οποίες είναι δείκτες τεχνολογίας, όπως η παρουσία ραδιοφώνου κυματιστά. Και Νόμος του Μουρ Η αύξηση της ισχύος του υπολογιστή σημαίνει ότι μπορούν να συγκεντρωθούν όλο και περισσότερα δεδομένα, επιτρέποντας την αναζήτηση τόσο ενός ευρύτερου τμήματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος όσο και μιας μεγαλύτερης περιοχής του ουρανού.

Προτεινόμενα βίντεο

Με περισσότερα δεδομένα από ποτέ για μακρινά συστήματα και τη δυνατότητα για ζωή εκεί, μιλήσαμε με τον Andrew Siemion, διευθυντή του Ερευνητικού Κέντρου Berkeley SETI και του Bernard M. Oliver Chair για το SETI στο Ινστιτούτο SETI, σχετικά με τα άλματα και τα όρια στον τομέα του SETI που επιτρέπονται από τις νέες τεχνολογίες και την άνοδο των Big Data.

Το Allen Telescope Array, το οποίο συλλέγει δεδομένα για το SETISeth Shostak/Ινστιτούτο SETI

Περισσότερα δεδομένα είναι ένα όφελος για τους ερευνητές, αλλά οι μεγάλες ποσότητες δεδομένων απαιτούν μεγάλο όγκο ανάλυσης. Το SETI έχει συχνά κάνει χρήση τεχνολογιών και προσεγγίσεων αιχμής για να τροφοδοτήσει τη φιλόδοξη αναζήτησή του και οι ερευνητές έχουν αγκαλιάσει το ενδιαφέρον του κοινού για το θέμα. να τους στρατολογήσει ως πολίτες επιστήμονες. Πολίτες επιστήμονες έχουν συμβάλει σε σημαντικά ευρήματα στον τομέα, όπως η ταυτοποίηση Tabby's Star από τα δεδομένα του τηλεσκοπίου Kepler, ένα αστέρι με ασυνήθιστα κυμαινόμενη φωτεινότητα που κάποιοι θεωρούσαν ότι θα μπορούσε να οφείλεται στην παρουσία ενός πολιτισμού εκεί.

«Το SETI είναι μια αξιοσημείωτη κλήρωση για τους ανθρώπους», είπε ο Siemion. «Όποιος κοιτάζει ψηλά στον ουρανό θέτει την ερώτηση: «Υπάρχει κανείς εκεί έξω;» Αυτή είναι μια πολύ φυσική, πολύ ανθρώπινη ερώτηση που πρέπει να κάνουμε. Οι επιστήμονες που εργάζονται σε αυτόν τον τομέα έχουν την ίδια έμφυτη περιέργεια για το σύμπαν όπως και το ευρύ κοινό. Είναι μια εξαιρετική κλήρωση και ένας πολύ καλός τρόπος για να κάνετε τους ανθρώπους να ενδιαφέρονται [για την επιστήμη]».

Το 1999, το Το έργο SETI@home προσκάλεσε το κοινό να συνεισφέρει υπολογιστικούς πόρους στην ανάλυση των δεδομένων SETI σε ένα από τα πρώτα κατανεμημένα υπολογιστικά έργα. Αυτή η προσέγγιση έχει πλέον επεκταθεί σε άλλους τομείς όπως π.χ μοντελοποίηση τμημάτων του γαλαξία μας και αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων, και χρησιμοποιείται ακόμη και κατανεμημένος υπολογιστής αναζήτηση θεραπείας για τον COVID-19.

Το έργο SETI@home έθεσε ένα νέο πρότυπο για την επιστήμη των πολιτών και τη συμμετοχή του κοινού στην έρευνα της αστρονομίας, ωστόσο, το έργο σταμάτησε φέτος μετά από 20 χρόνια ανάλυσης δεδομένων. Ένας από τους λόγους για αυτό το γλυκόπικρο κλείσιμο του έργου ήταν, αντιδιαισθητικά, ότι υπάρχει τώρα στην πραγματικότητα πάρα πολύ δεδομένα προς διερεύνηση. Τα τηλεσκόπια παράγουν περισσότερα δεδομένα από ποτέ και συνήθως βρίσκονται σε απομακρυσμένες τοποθεσίες με συνδέσεις στο διαδίκτυο όχι γρήγορα από ένα gigabit ανά δευτερόλεπτο. Η υλικοτεχνική υποστήριξη της διανομής δεδομένων σε τέτοιες συνδέσεις έκανε το έργο αναποτελεσματικό.

«Τα τηλεσκόπια είναι πλέον ικανά να παράγουν τόσα πολλά δεδομένα που δεν είναι δυνατό να μεταφερθεί αυτός ο όγκος δεδομένων σε εθελοντές», εξήγησε ο Siemion. «Ο χώρος ανακάλυψης βρίσκεται σε αυτές τις τεράστιες, τεράστιες ροές δεδομένων. Και απλώς δεν είναι αποτελεσματικό να διανέμονται πολλά terabit ανά δευτερόλεπτο σε εθελοντές σε όλο τον κόσμο. Είναι πιο αποτελεσματικό αυτή η επεξεργασία δεδομένων να γίνεται στο πραγματικό παρατηρητήριο».

Η Συστοιχία Τηλεσκοπίων Άλεν όπως φαίνεται από τον αέρα
Η Συστοιχία Τηλεσκοπίων Άλεν όπως φαίνεται από τον αέραSeth Shostak/Ινστιτούτο SETI

Τώρα, αντί για κατανεμημένα υπολογιστικά έργα, εποπτεύεται ένας τομέας στον οποίο οι επιστήμονες του SETI θέλουν να συμπεριλάβουν το κοινό μηχανική μάθηση, στην οποία ζητείται από τα άτομα να αναγνωρίσουν ή να ομαδοποιήσουν χαρακτηριστικά σε εικόνες χρησιμοποιώντας έναν ιστότοπο από τον οποίο έχουν πρόσβαση Σπίτι. Πολίτες επιστήμονες συμμετέχουν αυτήν τη στιγμή σε παρόμοια έργα με αναλύσει τη φωτορύπανση ή να βρείτε διαδρομές οδήγησης για ρόβερ στον Άρη.

Αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να είναι χρήσιμη και στο SETI, όπως περιέγραψε ο Siemion: «Πώς μπορούμε να αξιοποιήσουμε τη φυσική ικανότητα των ανθρώπων να αναγνωρίζουν ομάδες χαρακτηριστικών σε εικόνες, για παράδειγμα?" Αυτό θα μπορούσε να περιλαμβάνει να ζητηθεί από το κοινό να αναλύσει εικόνες του ουρανού ή να του ζητήσει να αναλύσει φασματογράμματα, τα οποία είναι οπτικές αναπαραστάσεις του ραδιοτηλεσκοπίου δεδομένα. Η επισήμανση ή η κατηγοριοποίηση των δεδομένων SETI σημαίνει ότι μπορεί να αναλυθεί πολύ πιο αποτελεσματικά.

Ωστόσο, μια από τις προκλήσεις για την πρόσληψη κοινού για το SETI είναι ότι τα είδη αναλύσεων που γίνονται συχνά απαιτούν εξαιρετικά εξειδικευμένες γνώσεις. Δεν έχουν όλοι τις δεξιότητες να αναλύουν πολύπλοκα δεδομένα ή να δημιουργούν λογισμικό. Ευτυχώς, οι επιστήμονες πολίτες προέρχονται με πολλές διαφορετικές μορφές, από το απλό μέλος του κοινού που μόλις άκουσε για ένα εύρημα αστρονομίας στις ειδήσεις και θα ήθελα να βοηθήσω για λίγες ώρες, σε κάποιον που έχει μια δουλειά όπως μηχανικός μηχανικής μάθησης και θέλει να προσφέρει εθελοντικά τις δεξιότητές του για να συνεισφέρει σε ένα λογισμικό έργο.

Έχει αξία να λαμβάνετε συνεισφορές από όλα αυτά τα άτομα με τα διαφορετικά σύνολα δεξιοτήτων τους. «Προσπαθούμε να απευθυνθούμε στους πολίτες επιστήμονες σε πολλά διαφορετικά επίπεδα», είπε ο Siemion. «Προσπαθούμε να βρούμε κάτι για όλους, ώστε να υπάρχουν τρόποι για πολλούς διαφορετικούς ανθρώπους με πολλά διαφορετικά επίπεδα εμπειρίας και τεχνική εξειδίκευση να συμμετάσχουν στα έργα που έχουμε».

Το Berkeley SETI, το Breakthrough Listen, το Ινστιτούτο SETI και η κοινότητα του ραδιοφώνου GNU συνεργάστηκαν για να φιλοξενήσουν ένα hackathon στο Ραδιοπαρατηρητήριο Hat Creek στη Βόρεια Καλιφόρνια.Νέιθαν Γουέστ

Το ενδιαφέρον για το SETI μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να φέρει το κοινό στην επιστήμη επίσης. Μια πρόσφατη συνεργασία μεταξύ του Ινστιτούτου SETI και του έργου λογισμικού ανοιχτού κώδικα GNU Radio στοχεύει να δώστε στους ανθρώπους την ευκαιρία να μάθουν για τη ραδιοτεχνική, την επεξεργασία ψηφιακού σήματος και το ραδιόφωνο αστρονομία. Αγοράζοντας ένα dongle για περίπου 25 $, τα μέλη του κοινού μπορούν να ψηφιοποιήσουν αναλογικά ραδιοφωνικά σήματα και να επεξεργαστούν σήματα στους υπολογιστές τους.

«Το ραδιόφωνο GNU είναι πολύ ενδιαφέρον επειδή αυτές οι συσκευές είναι πολύ φθηνές και μέσω πειραματισμού με καθορισμένες από λογισμικό ραδιόφωνο, οι άνθρωποι μπορούν να αναπτύξουν πολλές πολύ σημαντικές δεξιότητες για το είδος της δουλειάς που κάνουμε, ιδιαίτερα στο ραδιόφωνο SETI», Siemion είπε. «Για όλες τις προθέσεις και σκοπούς, αυτά τα [dongles] είναι μια μικροέκδοση των ψηφιακών υπολογιστικών συστημάτων αξίας εκατομμυρίων δολαρίων που συνδέουμε σε ραδιοτηλεσκόπια».

Αυτού του είδους η συνεργασία όχι μόνο διδάσκει τους ανθρώπους για την επιστήμη και τη μηχανική, αλλά διευρύνει επίσης τη δεξαμενή τεχνογνωσία γύρω από τη ραδιομηχανική, η οποία μπορεί να ανατροφοδοτήσει νέες τεχνικές και γνώσεις που θα βοηθήσουν τα έργα SETI το μέλλον.

Ομάδα Hackathon μπροστά από πιάτα ΑΤΑ
Ομάδα Hackathon μπροστά από πιάτα ΑΤΑArash Roshanineshat

Ο Siemion λέει ότι έχει δώσει ελπίδα για το λαμπρό μέλλον του SETI που υποδεικνύεται από το πρόσφατο εύρημα του α δυνητικός βιοδείκτης για τη ζωή στην Αφροδίτη. «Είναι ακόμα απλώς μια υπόδειξη, η ανίχνευση φωσφαίνης, αλλά είναι μια όμορφη υπόδειξη», είπε ο Siemion.

«Είναι απίστευτα συναρπαστικό και ενθαρρυντικό να βλέπεις τέτοιες ανακαλύψεις και πολύ κίνητρο. Ακριβώς όπως η ανακάλυψη της πανταχού παρουσίας εξωηλιακών πλανητών έχει κινητοποιήσει την αναζήτηση ζωής, νομίζω ότι η ανακάλυψη μιας βιουπογραφής θα πάει τα πράγματα σε άλλο επίπεδο ακόμα».

Συστάσεις των συντακτών

  • Δύο νέα τηλεσκόπια εντάσσονται στην αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης
  • Αναζητώντας στοιχεία για ευφυή ζωή στην καρδιά του Γαλαξία

Αναβαθμίστε τον τρόπο ζωής σαςΤο Digital Trends βοηθά τους αναγνώστες να παρακολουθούν τον γρήγορο κόσμο της τεχνολογίας με όλα τα τελευταία νέα, διασκεδαστικές κριτικές προϊόντων, διορατικά editorial και μοναδικές κρυφές ματιές.