아스트로펄스

Astropulse
아스트로펄스
개발자캘리포니아 대학교 버클리
초기 릴리즈2008년 7월 (공개)
플랫폼크로스 플랫폼
이용가능기간:영어
유형자원봉사 컴퓨팅
면허증.GNU GPL[1]
웹 사이트setiathome.ssl.berkeley.edu

Astropulse는 전 세계에서 자원자를 사용하여 원시 블랙홀, 펄서 및 외계 지능(ETI)을 탐색하는 데 사용되지 않는 컴퓨팅 능력을 제공하는 분산 컴퓨팅 프로젝트입니다.자원봉사 자원은 Berkeley Open Infrastructure for Network Computing(BOINC) 플랫폼을 통해 활용됩니다.1999년, Space Sciences Laboratory는 SETI@home을 출시했습니다.SETI@home은 전 세계에 흩어져 있는 데스크톱 컴퓨터에 대규모 병렬 연산에 의존합니다.SETI@home은 아레시보 전파망원경의 녹화된 데이터를 이용해 우주에서 오는 좁은 대역폭의 전파신호를 찾아 외계 기술의 존재를 나타낸다.곧 이 같은 데이터가 천문학 및 물리학계에 다른 가치 있는 신호를 찾기 위해 검색될 수 있다는 것이 인식되었다.

발전

약 6년 동안 Astropulse는 일반 커뮤니티가 이용할 수 없는 실험 베타 테스트 단계에서 존재했습니다.2008년 7월, Astropulse는 SETI@home에 통합되었습니다.이것에 의해, SETI 참가자의 대규모 네트워크는, 다른 천문학적인 가치 신호를 찾는 데도 공헌할 수 있었습니다.또한 Astropulse는 ET 검색에 기여합니다.첫째, 프로젝트 지지자들은 원래 SETI@Home 알고리즘에 의해 식별되지 않은 다른 유형의 ET 신호를 식별할 수 있다고 믿고 있습니다.두 번째, 프로젝트 지지자들은 전체 검색 프로젝트에서 두 번째 가능한 구체적인 결과를 제공함으로써 SETI를 추가로 지원할 수 있다고 믿고 있습니다.

Astropulse의 최종 개발은 두 부분으로 이루어진 시도였다.첫 번째 단계는 목표 펄스를 성공적으로 식별할 수 있는 Astropulse C++ 코어를 완료하는 것이었습니다.프로그램을 완료하자 팀은 숨겨진 펄스를 포함하는 시험 데이터 세트를 만들었고, 완성된 프로그램이 성공적으로 이를 발견함으로써 Astropulse 코어가 목표 펄스를 성공적으로 식별할 수 있는지 확인했습니다.2008년 7월 이후, 연구는 베타 버전에 대한 일련의 개선사항에 초점을 맞추고 있으며, 이후 SETI 참가자들의 전 세계에 배포됩니다.프로그래밍 수준에서 개발자들은 먼저 새로운 버전이 다양한 플랫폼과 호환되도록 보장하고, 그 후 개량된 버전이 더 빠른 속도로 최적화됩니다.2009년 4월 현재 Astropulse는 베타 버전 5.05를 테스트 중입니다.

프로젝트의 미래는 SETI@home에 대한 연장된 자금 지원에 달려 있습니다.

BOINC의 아이디어는 큰 데이터 블록을 더 작은 단위로 분할(분할)하는 것입니다. 각 블록은 개별 참여 작업 스테이션에 분배될 수 있습니다.이를 위해 이 프로젝트는 Astropulse 코어를 SETI 베타 클라이언트에 내장하기 시작했고 Astropulse 작업 단위로 분할된 실제 데이터를 베타 테스터 팀에 배포하기 시작했습니다.과제는 Astropulse 코어가 다양한 운영 체제에서 심리스하게 작동하도록 보장하는 것이었습니다.현재 연구는 잘못된 긍정을 제거하거나 줄이는 알고리즘 개선 구현에 초점을 맞추고 있습니다.

과학적 연구

아스트로펄스는 단일 펄스와 정기적으로 반복되는 펄스를 모두 검색합니다.이 실험은 긴 펄스나 협대역 신호가 아닌 마이크로초 타임스케일 펄스를 가정하는 SETI의 새로운 전략을 나타냅니다.그들은 또한 펄서와 폭발하는 원시 블랙홀을 발견할 수 있는데, 이 두 블랙홀은 모두 짧은 광대역 펄스를 방출할 것이다.코어 아스트로펄스 알고리즘의 주된 목적은 아스트로펄스가 검색하는 마이크로초 무선 펄스의 일관성 있는 디분산입니다.펄스가 성간매질(ISM) 플라즈마를 통과할 때 신호의 분산이 발생하는 이유는 고주파 방사선이 저주파 [2]방사선보다 약간 빠르기 때문입니다.따라서 신호는 지구와 펄스 소스 사이의 ISM 플라즈마 양에 따라 분산된 무선 망원경에 도달합니다.분산은 계산 부하가 높기 때문에 분산 컴퓨팅 모델에 적합합니다.

Astropulse는 SETI@home의 분산 컴퓨팅 능력을 활용하여 수십만 대의 자원봉사자의 컴퓨터에 계산 서브태스크를 위임함으로써 이전 조사보다 감도 및 시간 분해능의 이점을 얻을 수 있습니다.광대역 펄스는 성간 매체를 통해 "치핑"됩니다. 즉, 높은 주파수는 더 일찍 도착하고 낮은 주파수는 더 늦게 도착합니다.따라서 광대역 주파수 함량이 있는 펄스의 경우 산포가 신호의 외계의 원점을 암시합니다.아스트로펄스는 50pc/cm3 ~ 800pc/cm−3(마이크로초당 7000Hz ~ 400Hz의 진동 속도) 범위의 분산 측정값을 사용하여 펄스를 검색하여 은하수 내의 거의 모든 소스를 탐지할 수 있습니다.

프로젝트 지지자들은 Astropulse가 폭발하는 블랙홀을 감지하거나 최대 5×10−14 pcyr의−3−1 속도를 설정할 것이라고 믿고 있습니다. 이는 이전 [3]조사보다 10배 더 나은4 수치입니다.

과제들

모든 전파 천문학 프로젝트는 간섭으로 인한 문제에 직면해 있으며, 특히 목표 신호가 약하거나 일시적인 지속 시간일 때 문제가 큽니다.정기적으로 발생하며 알려진 지속시간의 군용 레이더 소음은 전파 망원경 선원에서 "블랭킹"될 수 있다.이러한 방식으로 [4]비워둘 수 없는 레이더 선원을 탐지하고 설명하는 알고리즘을 개발하기 위해 문헌에서 다양한 기법이 탐구되었다.

결과.

다음 항목도 참조하십시오.SETI@home 프로젝트의 과학적 결과

Astropulse는 2008년 7월 중순에 컴퓨팅을 시작했습니다.2009년 1월 현재, 그 결과는 다양한 방법으로 사용되고 있다.개발 스탭은 자원봉사자의 지원을 받아 클라이언트가 다양한 운영 체제에서 효율적으로 작업할 수 있도록 노력하고 있습니다.코드는 로컬 워크스테이션의 계산 시간을 단축하기 위해 조정 및 최적화되었습니다.간섭 또는 무작위 백그라운드 노이즈로 인해 발생할 수 있는 잘못된 긍정을 줄이기 위해 알고리즘을 조정할 수 있도록 결과를 분석했습니다.현재까지 목표 신호가 발견되지 않았습니다.

잠재적 펄스 찾기

주요 기사:천문 전파원

아스트로펄스의 한 가지 목표는 "호킹 복사"로 인해 증발할 수 있는 가상의 작은 블랙홀을 감지하는 것이다.이러한 작은 블랙홀은 현재 알려진 블랙홀과는 달리 빅뱅 기간 동안 생성된 것으로 추정됩니다[5].아스트로펄스 프로젝트는 이 증발이 아스트로펄스가 탐지할 수 있는 전파를 만들어 낼 수 있기를 희망하고 있다.그 증발은 직접적으로 전파를 일으키지 않을 것이다.대신, 고에너지 감마선과 입자의 확대된 불덩어리를 만들 것이다.이 불덩어리는 주변의 자기장과 상호작용하여 그것을 밀어내고 전파를 [6]발생시킨다.

회전 전파 과도현상(RRATs)은 2006년 영국 맨체스터 대학의 조드렐 뱅크 천문대의 마우라 맥러플린(Maura McLaughlin)이 이끄는 팀에 의해 발견된 중성자별의 한 종류이다. RRAT는 과도현상 [7]때문에 찾기 매우 어려운 전파 방출을 발생시키는 것으로 여겨진다.초기 노력은 하루에 1초 미만으로 무선 방출(RAT [8]플래시라고도 함)을 탐지할 수 있었으며, 다른 단일 버스트 신호와 마찬가지로 이를 지상파 무선 간섭과 구별하기 위해 매우 주의해야 합니다.따라서 분산 컴퓨팅과 Astropulse 알고리즘을 사용하면 RRAT의 추가 검출에 도움이 될 수 있습니다.

보관된 데이터에서 은하계 외 기원이 분명한 펄스가 관찰되었습니다.매일 수백 개의 유사한 사건들이 일어날 수 있고, 만약 발견된다면, 우주론적인 탐사로 작용할 수 있다고 제안되고 있다.Astropulse-SETI@home과 같은 무선 펄서 조사는 밀리초의 [9]지속 시간으로 충동 버스트와 유사한 이벤트를 무선 하늘을 모니터링할 수 있는 몇 안 되는 기회 중 하나를 제공합니다.관측된 현상의 고립된 특성 때문에, 근원의 특성은 여전히 추측적이다.블랙홀-중성자별 충돌, 중성자별-중성자별 충돌, 블랙홀-블랙홀 충돌 또는 아직 고려되지 않은 현상 등이 있을 수 있습니다.

그러나 2010년 파크스 망원경에서 육지에서 발생한 [10]16개의 유사한 펄스에 대한 새로운 보고가 있었다.

SETI@home에 의한 이전의 검색에서는 우리의 라디오 방송국과 유사한 협대역 신호의 형태로 외계 통신을 찾아왔습니다.Astropulse 프로젝트는 ET가 어떻게 소통할지에 대해 아무것도 모르기 때문에 이것은 다소 폐쇄적인 것일 수 있다고 주장한다.따라서 Astropulse 조사는 물리적 현상 탐색의 부산물로서 협대역 SETI@home 조사를 보완하는 것으로 볼 수 있다.

우주로부터의 RF 방사선은 벨 연구소에서 뇌우로부터의 무선 주파수 간섭을 연구하기 위해 벨 전화 연구소에서 라디오 엔지니어로 일했던 칼 G. 얀스키(1905–1950)에 의해 처음 발견되었다.그는 "...기원을 알 수 없는 안정적인 잡음"을 발견했고, 결국 그는 그것이 외계 기원이라는 결론을 내렸다.펄사(회전하는 중성자별)와 퀘이사(극단 거리 은하들의 밀집 중심핵)는 모두 전파 천문학자들에 의해 발견되었다.2003년 파크스 전파망원경을 이용한 천문학자들은 최초로 두 개의 펄서가 서로 공전하는 것을 발견했다.강력한 폭발 전파원의 최근 발견을 설명하면서, NRL의 천문학자 조셉 라치오 박사는 [11]다음과 같이 말했다: "놀랍게도, 하늘은 X선과 감마선 파장에서 방출되는 일시적인 물체들로 가득 차 있지만, 종종 천체들이 더 쉽게 만들어낼 수 있는 전파 폭발을 찾는 것은 거의 이루어지지 않았다."일관성 있는 분산 알고리즘과 SETI 네트워크에 의해 제공되는 컴퓨팅 파워를 사용하면 이전에 발견되지 않은 현상을 발견할 수 있습니다.

학교의 천문학

Astropulse와 Astropulse의 오래된 파트너인 SETI@home은 중등 과학 교사가 학생들을 천문학 및 컴퓨팅에 참여시킬 수 있는 구체적인 방법을 제공합니다.많은 학교가 분산 컴퓨팅 클래스 프로젝트를 유지하고 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2013-04-04. Retrieved 2012-05-30.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  2. ^ "Pulsar Dispersion Measure". Centre for Astrophysics and Supercomputing - Swinburne. Archived from the original on 18 July 2010. Retrieved 2010-06-23.
  3. ^ Joshua Von Korff (2007-12-04). "Searches for Exploding Black Holes" (PDF). UC Berkeley Astronomy Department. Archived from the original (PDF) on 2011-06-06. Retrieved 2010-06-23.
  4. ^ S.W. Ellingson & G.A. Hampson (2003). "Mitigation of Radar Interference in L-Band Radio Astronomy". The Astrophysical Journal Supplement Series. 147 (1): 167. Bibcode:2003ApJS..147..167E. doi:10.1086/375025.
  5. ^ "The case for mini black holes". Cern Courier. 2004-11-24. Retrieved 2010-06-23.
  6. ^ "Primordial Black Holes". SETI@home. Retrieved 2010-06-23.
  7. ^ David Biello (2006-02-16). "New Kind of Star Found". Scientific American. Retrieved 2010-06-23.
  8. ^ Jodrell Bank Observatory. "RRAT flash". Physics World. Retrieved 2010-06-23.
  9. ^ Duncan Lorimer; Matthew Bailes; Maura McLaughlin; David Narkevic & Fronefield Crawford (October 2007). "A bright millisecond radio burst of extragalactic origin". Science. 318 (5851): 777–80. arXiv:0709.4301. Bibcode:2007Sci...318..777L. doi:10.1126/science.1147532. PMID 17901298.
  10. ^ Sarah Burke-Spolaor; Matthew Bailes; Ronald Ekers; Jean-Pierre Macquart; Fronefield Crawford III (2010). "Radio Bursts with Extragalactic Spectral Characteristics Show Terrestrial Origins". The Astrophysical Journal. 727 (1): 18. arXiv:1009.5392. Bibcode:2011ApJ...727...18B. doi:10.1088/0004-637X/727/1/18.
  11. ^ Andrea Gianopoulos; Shannon Wells; Michelle Lurch-Shaw; Janice Schultz; DonnaMcKinney (2005-03-02). "Astronomers Detect Powerful Bursting Radio Source Discovery Points to New Class of Astronomical Objects". National Radio Astronomy Observatory Press Release: 9. Bibcode:2005nrao.pres....9. Retrieved 2010-06-23.

외부 링크

관련 웹사이트

교사 및 학생용