Veliki podatki in iskanje zunajzemeljske inteligence

Lov na inteligentno življenje onstran Zemlje se je začel kot nišno področje, le s peščico raziskovalcev, ki so poskušali dobiti dostop do teleskopov, ki so jih potrebovali za iskanje nezemeljske inteligence (SETI). Toda v zadnjem desetletju, ki ga je spodbudilo odkritje več kot 4000 planetov zunaj našega sončnega sistema, je zanimanje za temo eksplodiralo.

Z več univerzami in raziskovalnimi ustanovami, ki sodelujejo v SETI, je teleskopov več kot kdaj koli prej išče neposredne ali posredne tehnopodpise, ki so indikatorji tehnologije, kot je prisotnost radia valovi. in Moorov zakon Povečanje računalniške moči pomeni, da je mogoče zbrati vedno več podatkov, kar omogoča iskanje tako po širšem delu elektromagnetnega spektra kot po večjem območju neba.

Priporočeni videoposnetki

Z več podatki kot kdaj koli prej o oddaljenih sistemih in možnostih za življenje tam smo se pogovarjali z Andrewom Siemionom, direktorjem raziskovalnega centra Berkeley SETI in raziskovalnega centra Bernard M. Oliver predsednik za SETI na inštitutu SETI, o skokovitih korakih na področju SETI, ki ga omogočajo nove tehnologije in vzpon velikih podatkov.

Allen Telescope Array, ki zbira podatke za SETISeth Shostak/Inštitut SETI

Več podatkov je dobro za raziskovalce, vendar velike količine podatkov zahtevajo veliko analiz. SETI je pogosto uporabljal najsodobnejše tehnologije in pristope, da bi podprl svoje ambiciozno iskanje, raziskovalci pa so sprejeli zanimanje javnosti za temo zaposliti jih kot državljanske znanstvenike. Državljanski znanstveniki so prispevali k pomembnim ugotovitvam na področju, kot je prepoznavanje Tabbyjeva zvezda iz podatkov teleskopa Kepler, zvezda z nenavadno nihajočo svetlostjo, za katero so nekateri teoretizirali, da je lahko posledica prisotnosti civilizacije tam.

"SETI je izjemna privlačnost za ljudi," je dejal Siemion. »Vsakdo, ki pogleda v nebo, vpraša: 'Ali je kdo tam zunaj?' To je zelo naravno, zelo človeško vprašanje. Znanstveniki, ki delajo na tem področju, imajo enako prirojeno radovednost glede vesolja kot splošna javnost. To je odlična privlačnost in odličen način, da ljudi spodbudite k zanimanju [za znanost].«

Leta 1999 je Projekt SETI@home je povabil javnost prispevati računalniške vire k analizi podatkov SETI v enem od prvih projektov porazdeljenega računalništva. Ta pristop je zdaj razširjen na druga področja, kot je npr modeliranje delov naše galaksije in iskanje gravitacijskih valov, porazdeljeno računalništvo pa se celo uporablja iskanje zdravljenja za COVID-19.

Projekt SETI@home je postavil nov standard za državljansko znanost in vključevanje javnosti v astronomske raziskave, projekt je bil letos ustavljen po 20 letih analiziranja podatkov. Eden od razlogov za to grenko-sladko zaprtje projekta je bil, protiintuitivno, ta, da zdaj dejansko obstaja preveč podatkov za prečesanje. Teleskopi ustvarjajo več podatkov kot kdaj koli prej in so običajno na oddaljenih lokacijah z internetno povezavo, ki ni hitrejša od gigabita na sekundo. Zaradi logistike distribucije podatkov prek takih povezav je bil projekt neučinkovit.

"Teleskopi so zdaj sposobni proizvesti toliko podatkov, da jih ni mogoče posredovati prostovoljcem," je pojasnil Siemion. »Prostor odkrivanja je v teh ogromnih, ogromnih podatkovnih tokovih. In preprosto ni učinkovito razdeliti veliko terabitov na sekundo prostovoljcem po vsem svetu. Bolj učinkovito je, da se ta obdelava podatkov zgodi v dejanskem observatoriju.

Allen Telescope Array, kot je viden iz zraka
Allen Telescope Array, kot je viden iz zrakaSeth Shostak/Inštitut SETI

Zdaj se namesto porazdeljenih računalniških projektov nadzira eno področje, v katerega želijo znanstveniki SETI vključiti javnost strojno učenje, pri katerem so ljudje pozvani, da prepoznajo ali združijo značilnosti na slikah z uporabo spletnega mesta, s katerega lahko dostopajo domov. Državljanski znanstveniki trenutno sodelujejo v podobnih projektih analizirati svetlobno onesnaženje ali za najti vozne poti za roverje na Marsu.

Ta pristop bi lahko bil uporaben tudi pri SETI, kot je opisal Siemion: »Kako lahko izkoristimo naravno sposobnost ljudi, da prepoznajo skupine funkcij na slikah, za primer?" To bi lahko vključevalo prošnjo javnosti, naj analizira slike neba, ali navajanje spektrogramov, ki so vizualni prikazi radijskega teleskopa. podatke. Če so podatki SETI označeni ali kategorizirani, jih je mogoče veliko učinkoviteje analizirati.

Vendar pa je eden od izzivov pri novačenju javnosti za SETI ta, da vrste analiz, ki se izvajajo, pogosto zahtevajo visoko specializirano znanje. Vsi nimajo veščin za analizo kompleksnih podatkov ali ustvarjanje programske opreme. Na srečo so državljani znanstveniki v različnih oblikah, od naključnih članov javnosti, ki so pravkar slišali za astronomsko odkritje v novicah, do bi rad za nekaj ur pomagal nekomu, ki ima službo, kot je inženir za strojno učenje, in želi prostovoljno ponuditi svoje sposobnosti, da prispeva k programski opremi projekt.

Koristno je pridobiti prispevke vseh teh ljudi z njihovimi različnimi spretnostmi. "Državljanske znanstvenike poskušamo obravnavati na različnih ravneh," je dejal Siemion. "Poskušamo najti nekaj za vsakogar, tako da obstajajo načini za veliko različnih ljudi z veliko različnimi stopnjami izkušenj in tehničnim znanjem, da sodelujejo pri projektih, ki jih imamo."

Berkeley SETI, Breakthrough Listen, inštitut SETI in skupnost GNU Radio so sodelovali pri gostovanju hackathona na radijskem observatoriju Hat Creek v severni Kaliforniji.Nathan West

Zanimanje za SETI je mogoče uporabiti tudi za privabljanje javnosti v znanost. Nedavno sodelovanje med inštitutom SETI in projektom odprtokodne programske opreme GNU Radio je namenjeno dati ljudem priložnost, da se naučijo o radijskem inženiringu, digitalni obdelavi signalov in radiu astronomija. Z nakupom ključa za približno 25 dolarjev lahko državljani digitalizirajo analogne radijske signale in obdelujejo signale v svojih računalnikih.

»GNU Radio je zelo zanimiv, ker so te naprave zelo poceni in jih določa programska oprema radia, lahko ljudje razvijejo veliko zelo pomembnih veščin za vrsto dela, ki ga opravljamo, zlasti na radiu SETI,« Siemion rekel. "Za vse namene so ti [ključki] mikro različica milijon dolarjev vrednih digitalnih računalniških sistemov, ki jih priklopimo na radijske teleskope."

Tovrstno sodelovanje ne le uči ljudi o znanosti in tehniki, ampak tudi širi krog strokovno znanje o radijskem inženiringu, ki se lahko vrne v nove tehnike in znanje, ki bo pomagalo pri projektih SETI prihodnost.

Hackathon skupina pred ATA krožniki
Hackathon skupina pred ATA krožnikiArash Roshanineshat

Siemion pravi, da je dal upanje za svetlo prihodnost SETI, ki jo nakazuje nedavna ugotovitev a potencialni biomarker za življenje na Veneri. "To je še vedno le namig, odkrivanje fosfena, vendar je lep namig," je dejal Siemion.

»Neverjetno vznemirljivo in spodbudno je videti takšna odkritja in zelo motivirajoče. Tako kot je odkritje vseprisotnosti planetov zunaj Osončja spodbudilo iskanje življenja, menim, da bo odkritje biološkega podpisa stvari dvignilo na drugo raven.«

Priporočila urednikov

  • Iskanju nezemeljske inteligence se pridružita dva nova teleskopa
  • Iskanje dokazov o inteligentnem življenju v središču Rimske ceste

Nadgradite svoj življenjski slogDigitalni trendi bralcem pomagajo slediti hitremu svetu tehnologije z vsemi najnovejšimi novicami, zabavnimi ocenami izdelkov, pronicljivimi uvodniki in enkratnimi vpogledi v vsebine.