Big Data en de zoektocht naar buitenaardse intelligentie

De jacht op intelligent leven buiten de aarde begon als een nicheveld, met slechts een handvol onderzoekers probeerden toegang te krijgen tot telescopen die ze nodig hadden voor hun zoektocht naar buitenaardse intelligentie (SETI). Maar in het afgelopen decennium, aangespoord door de ontdekking van ruim 4.000 planeten buiten ons zonnestelsel, de belangstelling voor het onderwerp is geëxplodeerd.

Nu steeds meer universiteiten en onderzoeksinstellingen betrokken raken bij SETI, zijn er meer telescopen dan ooit op zoek naar directe of indirecte technosignaturen, die indicatoren zijn van technologie zoals de aanwezigheid van radio golven. En De wet van Moore Door de toenemende computerkracht kunnen steeds meer gegevens worden verzameld, waardoor zowel een groter deel van het elektromagnetische spectrum als een groter deel van de hemel kan worden doorzocht.

Aanbevolen video's

Met meer gegevens dan ooit over verre systemen en het potentieel voor leven daar, spraken we met Andrew Siemion, directeur van het Berkeley SETI Research Center en het Bernard M. Oliver Chair voor SETI bij het SETI Institute, over de sprongen op het gebied van SETI, mogelijk gemaakt door nieuwe technologieën en de opkomst van Big Data.

De Allen Telescope Array, die gegevens verzamelt voor SETISeth Shostak/SETI Instituut

Meer data is een zegen voor onderzoekers, maar grote hoeveelheden data vereisen grote hoeveelheden analyse. SETI heeft vaak gebruik gemaakt van geavanceerde technologieën en benaderingen om zijn ambitieuze zoektocht te voeden, en onderzoekers hebben de publieke belangstelling voor het onderwerp omarmd om rekruteer ze als burgerwetenschappers. Burgerwetenschappers hebben bijgedragen aan belangrijke bevindingen op dit gebied, zoals identificatie Tabby's ster uit gegevens van de Kepler-telescoop: een ster met een ongewoon fluctuerende helderheid, waarvan sommigen dachten dat het te wijten zou kunnen zijn aan de aanwezigheid van een beschaving daar.

“SETI heeft een opmerkelijke aantrekkingskracht op mensen”, zei Siemion. “Iedereen die naar de lucht kijkt, stelt de vraag: ‘Is daar iemand?’ Dat is een heel natuurlijke, heel menselijke vraag om te stellen. De wetenschappers die op dit gebied werken, hebben dezelfde aangeboren nieuwsgierigheid naar het universum als het grote publiek. Het is een geweldige aantrekkingskracht en een geweldige manier om mensen geïnteresseerd te krijgen [in de wetenschap].”

In 1999 heeft de Het SETI@home-project nodigde het publiek uit om computerbronnen bij te dragen aan de analyse van SETI-gegevens in een van de eerste gedistribueerde computerprojecten. Deze aanpak is nu uitgebreid naar andere gebieden, zoals het modelleren van delen van onze Melkweg En op zoek naar zwaartekrachtgolven, en gedistribueerd computergebruik wordt zelfs gebruikt zoeken naar een behandeling voor COVID-19.

Het SETI@home-project zette een nieuwe standaard voor burgerwetenschap en het betrekken van het publiek bij astronomieonderzoek. het project werd dit jaar stopgezet na twintig jaar data analyseren. Een van de redenen voor deze bitterzoete afsluiting van het project was, contra-intuïtief, dat die er nu daadwerkelijk is te veel gegevens om door te kammen. Telescopen genereren meer gegevens dan ooit en bevinden zich meestal op afgelegen locaties met internetverbindingen die niet sneller zijn dan een gigabit per seconde. De logistiek van het distribueren van gegevens over dergelijke verbindingen maakte het project inefficiënt.

“De telescopen zijn nu in staat zoveel gegevens te produceren dat het niet mogelijk is om die hoeveelheid gegevens aan vrijwilligers te verstrekken”, legt Siemion uit. “De ontdekkingsruimte bevindt zich in deze enorme, enorme datastromen. En het is gewoon niet efficiënt om veel terabits per seconde te distribueren naar vrijwilligers over de hele wereld. Het is efficiënter om die gegevensverwerking in het eigenlijke observatorium te laten plaatsvinden.”

De Allen Telescope Array gezien vanuit de lucht
De Allen Telescope Array gezien vanuit de luchtSeth Shostak/SETI Instituut

Nu wordt er, in plaats van gedistribueerde computerprojecten, toezicht gehouden op één gebied waar SETI-wetenschappers het publiek bij willen betrekken machine learning, waarbij mensen wordt gevraagd kenmerken in afbeeldingen te identificeren of te groeperen met behulp van een website waartoe ze toegang hebben thuis. Burgerwetenschappers nemen momenteel deel aan soortgelijke projecten als lichtvervuiling analyseren of te vind rijroutes voor rovers op Mars.

Deze aanpak zou ook nuttig kunnen zijn bij SETI, zoals Siemion beschreef: “Hoe kunnen we het natuurlijke vermogen van mensen benutten om clusters van kenmerken in afbeeldingen te identificeren, voor voorbeeld?" Dit kan inhouden dat het publiek wordt gevraagd beelden van de hemel te analyseren, of dat ze spectrogrammen analyseren, dit zijn visuele representaties van radiotelescopen. gegevens. Door SETI-gegevens te labelen of te categoriseren, kunnen ze veel efficiënter worden geanalyseerd.

Een van de uitdagingen bij het werven van publiek voor SETI is echter dat het soort analyse dat wordt uitgevoerd vaak zeer gespecialiseerde kennis vereist. Niet iedereen heeft de vaardigheden om complexe gegevens te analyseren of software te maken. Gelukkig zijn burgerwetenschappers er in veel verschillende vormen, van het gewone lid van het publiek dat net heeft gehoord over een astronomische vondst in het nieuws en zou graag een paar uur willen helpen aan iemand die een baan heeft zoals een machine learning-ingenieur en zijn vaardigheden wil inzetten om bij te dragen aan een software project.

Het is waardevol om bijdragen te krijgen van al deze mensen met hun verschillende vaardigheden. “We proberen de burgerwetenschappers op veel verschillende niveaus aan te spreken”, aldus Siemion. “We proberen voor ieder wat wils te vinden, zodat er manieren zijn waarop veel verschillende mensen met veel verschillende ervaringsniveaus en technische expertise kunnen deelnemen aan de projecten die we hebben.”

Berkeley SETI, Breakthrough Listen, het SETI Institute en de GNU Radio-gemeenschap werkten samen om een ​​hackathon te organiseren bij het Hat Creek Radio Observatory in Noord-Californië.Nathan West

Interesse in SETI kan ook worden gebruikt om het publiek bij de wetenschap te betrekken. Een recente samenwerking tussen het SETI Instituut en het open-source softwareproject GNU Radio beoogt dit geef mensen de kans om te leren over radiotechniek, digitale signaalverwerking en radio astronomie. Door een dongle aan te schaffen voor ongeveer $ 25, kunnen leden van het publiek analoge radiosignalen digitaliseren en signalen op hun computers verwerken.

“GNU Radio is erg interessant omdat deze apparaten erg goedkoop zijn en door middel van software-gedefinieerd experimenteren radio kunnen mensen heel veel belangrijke vaardigheden ontwikkelen voor het soort werk dat we doen, vooral bij radio SETI”, zegt Siemion gezegd. “In alle opzichten zijn deze [dongles] een microversie van de digitale computersystemen van een miljoen dollar die we aan radiotelescopen koppelen.”

Dit soort samenwerking leert mensen niet alleen over wetenschap en techniek, maar verbreedt ook de pool van kennis expertise op het gebied van radiotechniek, die kan worden teruggekoppeld naar nieuwe technieken en kennis die SETI-projecten zullen helpen de toekomst.

Hackathongroep voor ATA-gerechten
Hackathongroep voor ATA-gerechtenArash Roshanineshat

Siemion zegt dat hij hoop heeft gekregen voor de mooie toekomst van SETI, zoals blijkt uit de recente vondst van a potentiële biomarker voor leven op Venus. “Het is nog maar een hint, de fosfeendetectie, maar het is een mooie hint”, zei Siemion.

“Het is ongelooflijk spannend en bemoedigend om dit soort ontdekkingen te zien, en heel motiverend. Net zoals de ontdekking van de alomtegenwoordigheid van planeten buiten het zonnestelsel de zoektocht naar leven heeft gemotiveerd, denk ik dat de ontdekking van een biosignatuur de zaken naar een ander niveau zal tillen.”

Aanbevelingen van de redactie

  • Twee nieuwe telescopen sluiten zich aan bij de zoektocht naar buitenaardse intelligentie
  • Op zoek naar bewijs van intelligent leven in het hart van de Melkweg

Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.