|
Что мы увидим после начала работы новых телескопов
|
|
|
|
Каково это - вглядываться в ночное небо и видеть миллионы галактик на огромном пространстве? Каково это - искать миры за пределами нашей Солнечной системы или наблюдать за гибелью звезд в огне?
|
|
|
|
В ближайшие несколько лет два телескопа позволят астрономам выяснить это. Но прежде чем это произойдет, исследователь из Duke возглавит работу в рамках более широкого проекта под названием OpenUniverse, чтобы создать наиболее реалистичную картину того, что они увидят, когда миссии начнутся.
|
|
|
|
В своем кабинете в Западном кампусе университета Дьюка профессор физики Майкл Троксел рассказывает о том, чего мы можем ожидать от обсерватории Веры Рубин, когда она начнет функционировать в 2025 году, и космического телескопа НАСА "Нэнси Грейс Роман", который будет запущен в 2027 году.
|
|
|
|
Обсерватория "Рубин" будет использовать гигантский 8,4-метровый телескоп, расположенный на вершине горы в Чили, для сбора данных почти по половине всего неба.
|
|
|
|
В то же время со своей космической орбиты, расположенной в миллионе миль от Земли, римский телескоп НАСА приблизится к краю наблюдаемой Вселенной, чтобы рассмотреть слабые и далекие объекты в четких деталях.
|
|
|
Объединив данные наблюдений с помощью телескопов, ученые надеются лучше понять давние загадки, например, почему Вселенная, по-видимому, расширяется все более быстрыми темпами.
|
|
|
|
Однако объединение двух наборов данных создаст уникальные технические проблемы.
|
|
|
|
По словам Трокселя, это связано с тем, что, как только оба телескопа будут запущены, они смогут получать беспрецедентные объемы данных. Астрономы ожидают, что за время работы этих приборов их общий объем составит 80 петабайт. Это в три раза превышает цифровую площадь Библиотеки Конгресса США.
|
|
|
|
Чтобы помочь исследователям подготовиться к этому потоку данных, компания Troxel возглавляет работу по реконструкции того, что будут видеть эти телескопы, галактика за галактикой, как можно ближе к реальным данным, что позволит ученым исследовать и анализировать их так, как они могли бы это сделать с реальными объектами.
|
|
|
|
Несколькими щелчками мыши он выводит на экран смоделированное изображение того, что данные, объединенные вместе, показывают на одном крошечном участке неба.
|
|
|
|
В космосе это не так уж много объектов недвижимости. Десяти таких снимков едва хватило бы на полную Луну. Фактические снимки будут в десятки тысяч раз больше. Тем не менее, на снимке содержится около 80 000 галактик и других объектов.
|
|
|
|
Некоторые из них настолько слабые и далекие — до 20 миллиардов световых лет, — что их "трудно отличить от пылинки на моем экране", - говорит Троксел.
|
|
|
|
Каждая точка или пятнышко света представляет собой далекую галактику. Вместо огромных облаков газа и пыли эти галактики созданы из компьютерного кода и живут в виртуальной вселенной в облаке.
|
|
|
|
Троксел говорит, что изображения настолько реалистичны, что даже эксперты не всегда могут с первого взгляда определить, содержат ли они имитацию данных телескопа или реальные данные.
|
|
|
|
Достижение такой степени достоверности - задача, требующая огромного количества вычислений. Она включала в себя моделирование света каждой звезды и галактики и реконструкцию пути, который он проходит в космосе на протяжении миллиардов лет, чтобы достичь телескопов.
|
|
|
|
Их решение состояло в использовании суперкомпьютера, способного выполнять тысячи триллионов вычислений в секунду. Используя вышедший на пенсию кластер Theta в Аргоннской национальной лаборатории в Иллинойсе, они смогли создать около четырех миллионов имитационных изображений космоса, выполнив за девять дней то, на что у обычного ноутбука ушло бы 300 лет.
|
|
|
|
По словам Троксела, на подготовку этой задачи ушло более 55 миллионов процессорных часов и более полугода работы десятков экспертов, не говоря уже о координации усилий примерно 1300 исследователей из нескольких космологических команд.
|
|
|
|
На данный момент они выпустили 10-терабайтную часть полного 400-терабайтного пакета, а остальные данные поступят осенью, как только они будут обработаны.
|
|
|
|
Исследователи будут использовать смоделированные изображения для проведения генеральной репетиции; для тестирования новых методов и алгоритмов, которые они будут использовать, когда в будущем получат в свои руки реальные данные.
|
|
|
|
Устранение ошибок в моделировании до того, как они столкнутся с ними в реальной жизни, позволит им приступить к работе, как только данные начнут поступать.
|
|
|
|
Источник
|
