Цивилизация
За последние несколько десятков лет астрономами получено огромное количество наблюдательных данных. Эти данные требуют обработки, но, в силу того что ученых-астрономов в мире не так много и они не обладают бесконечными машинными ресурсами, эти данные зачастую остаются лежать без дела. В последнее время наметилась благоприятная тенденция объединения накопившихся наблюдений в единые базы данных, что увеличивает вероятность использования проведенных наблюдений. Одной из таких инициатив, Виртуальной обсерватории, в «Газете.Ru» была посвящена отдельная лекция.
Легкий доступ к наблюдениям — это решение одной проблемы. Основная же проблема заключается в том, что зачастую эти наблюдения никто не обрабатывает. Но решение у этой проблемы также есть.
В мире существуют несколько астрономических проектов, которые используют так называемые методы распределительного вычисления.
То есть когда обработка происходит не единым коллективом на одном большом суперкомпьютере, а большим количеством разных людей на их собственных домашних компьютерах. Для того чтобы стать участником подобного проекта, требуется немногое. Человек должен решить принять участие в проекте и скачать специальную программу из интернета. Эта программа не задействует большое количество машинных ресурсов и работает тогда, когда компьютер стоит включенным без дела.
Программа скачивает наблюдения, проводит их обработку и отсылает их в единый вычислительный центр.
Первый подобный проект, SETI@Home стартовал в 1995 году. В его рамках каждый имеющий выход в интернет может скачать программу BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing), которая просматривает радиосигналы и проверяет их на наличие признаков того, что эти сигналы являются искусственными.
На основе этой же программы BOINC и проекта SETI@Home десять лет спустя, в 2005 году, стартовал проект Einstein@Home. Главная задача этого проекта заключается в проверке гипотезы Эйнштейна о существовании гравитационных волн. Для этого пользователями Einstein@Home проводится составление атласа излучаемых звёздами-пульсарами гравитационных волн для всего неба на основе данных, которые поступают из Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO). <4>В 2009 году к этой задаче добавился поиск пульсаров по наблюдениям с радиотелескопа Аресибо, 300-метровая чаша которого расположена в Пуэрто-Рико, в кратере потухшего вулкана.
Спустя год к проекту Einstein@Home пришел первый успех.
На данный момент в проекте участвуют 250 тысяч добровольцев из 192 стран. Троим из них — семейной паре Крису и Хелен Колвин, проживающим в американском штате Айова, и математику Даниэлю Гербхардту из немецкого Университета Майнца — удалось прославиться и стать авторами первого серьезного научного открытия Einstein@Home.
Обработанные ими наблюдения позволили обнаружить пульсар редкого типа, о чем говорится в статье в новом номере журнала Science.
Пульсары представляют собой быстро вращающиеся (несколько десятков, а то и сотен оборотов в секунду) нейтронные звезды, остающиеся после взрыва сверхновых. Открытый в рамках проекта Einstein@Home буквально простыми гражданами объект получил название PSR J2007+2722, он находится в 17 000 световых лет от Солнечной системы в созвездии Лисичка.<1>
В этом же созвездии находился самый первый зарегистрированный на Земле пульсар.
Пульсар J2007+2722 за одну секунду совершает 41 оборот. В отличие от большинства пульсаров, которые вращаются с такой же частотой, у нового пульсара отсутствует спутник. По одной версии, это означает, что пульсар J2007+2722 представляет собой компонент бывшей двойной системы, «раскрученный» и «выброшенный» звездой-компаньоном. По другой гипотезе, такой пульсар может иметь относительно небольшой возраст и появиться на свет в области с аномально низким магнитным полем.
«Это волнующий момент для проекта Einstein @ Home и всех наших добровольцев, — говорит руководитель проекта, адъюнкт-профессор физики из Университета Висконсина (Милуоки, США) Брюс Аллен. — Это доказывает, что участие простых граждан может помочь ученым обнаружить новые объекты во Вселенной. Я надеюсь, что это вдохновит еще большее количество людей присоединиться к нам, чтобы помочь открыть другие тайны, содержащиеся в массивах наблюдений».
«Производительность проекта Einstein @ Home, как утверждают его руководители, составляет 250 терафлопс (терафлопс — величина, используемая для измерения производительности компьютеров, показывающая, сколько операций с плавающей запятой в секунду выполняет данная вычислительная система, 1 терафлопс = 1 триллион операций в секунду = 1000 миллиардов операций в секунду — «Газета.Ru»).
Это позволяет данному проекту находиться в первой двадцатке самых мощных суперкомпьютеров, что довольно неплохо, особенно если принять, что все эти 250 терафлопс работают над одной и той же задачей, в то время как на обычных суперкомпьютерных кластерах решаются несколько десятков задач одновременно.
Но лично я бы не сказал, что разделяю восторг по поводу этого открытия, — прокомментировал «Газете.Ru» открытие Einstein@Home сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ Антон Бирюков. — Это всё очень интересно, в первую очередь с той точки зрения, что сейчас астрофизика выдаёт очень много данных, которые надо как-то обрабатывать, в том числе и данные по пульсарам. Но один открытый пульсар за полтора года — это пока не так уж и много. Например, в ходе Парковского обзора было открыто 100 пульсаров за три года. Так что вряд ли можно рассматривать проект Einstein@Home как прорывный метод обнаружения пульсаров. Но в любом случае это как минимум хоть какое-то вовлечение людей, далёких от науки, в актуальную научную работу. В нашем мире, где представление обычного человека о каком-то явлении драматически отличается от знания профессионала, это, по-моему, уже очень хорошо!».