3 أسئلة في علوم الفضاء تساعد الحوسبة في الإجابة عليها

مفهوم الفضاء

دانيال زندر



مع قيام علماء الفضاء بجمع المزيد والمزيد من البيانات ، تجد المراصد حول العالم طرقًا جديدة لتطبيق الحوسبة الفائقة والحوسبة السحابية والتعلم العميق لفهم كل ذلك. فيما يلي بعض الأمثلة على كيفية تغيير هذه التقنيات للطريقة التي يدرس بها علماء الفلك الفضاء.

إلى أي مدى يمكن أن تراه عيناك

ماذا يحدث عندما تصطدم الثقوب السوداء؟

كطالب ما بعد الدكتوراه في الولايات المتحدة ، عالم فيزياء فلكية ايلي هويرتا بدأ يفكر في الكيفية التي يمكن أن تساعد بها التكنولوجيا في حدوث المزيد من الاختراقات في مجاله. ثم اكتشف الباحثون موجات الجاذبية لأول مرة في عام 2015 باستخدام ليجو (مرصد مقياس التداخل بالليزر لموجات الجاذبية) .





قضية الحوسبة

كانت هذه القصة جزءًا من إصدارنا في نوفمبر 2021

  • انظر إلى بقية القضية
  • يشترك

ومنذ ذلك الحين ، رسم العلماء هذه الملاحظات وسارعوا إلى تعلم كل ما في وسعهم عن هذه القوى المراوغة. لقد اكتشفوا العشرات من إشارات موجات الجاذبية ، والتقدم في الحوسبة يساعدهم على مواكبة ذلك.

بصفته باحثًا في مرحلة ما بعد الدكتوراة ، بحث هويرتا عن موجات الجاذبية من خلال محاولة مضجرة لمطابقة البيانات التي تم جمعها بواسطة أجهزة الكشف مع كتالوج الأشكال الموجية المحتملة. أراد أن يجد طريقة أفضل.



في وقت سابق من هذا العام مؤامرة نباتية ، وهو الآن عالم حسابي في مختبر أرغون الوطني بالقرب من شيكاغو ، أنشأت ذكاءً اصطناعيًا قادرة على معالجة بيانات LIGO لمدة شهر في سبع دقائق فقط.

تجمع خوارزمياته - التي تعمل على معالجات خاصة تسمى وحدات معالجة الرسومات - بين التطورات في الذكاء الاصطناعي والحوسبة الموزعة. باستخدام أجهزة كمبيوتر منفصلة أو شبكات تعمل كنظام واحد ، يمكن لـ Huerta تحديد الأماكن كثيفة الجاذبية مثل الثقوب السوداء ، والتي تنتج موجات عند اندماجها.

مجموعة Huerta لنماذج الذكاء الاصطناعي مفتوحة المصدر ، مما يعني أنه يمكن لأي شخص استخدامها. لا يستطيع الجميع الوصول إلى كمبيوتر عملاق ، كما يقول. سيؤدي هذا إلى تقليل الحواجز أمام الباحثين لتبني واستخدام الذكاء الاصطناعي.

خدعة أول أكسيد الكربون الساحل الغربي

كيف تغيرت سماء الليل؟

بقدر ما توسع علم الفلك ، كان المجال بطيئًا في دمج الحوسبة السحابية. مرصد فيرا سي روبين ، قيد الإنشاء حاليًا في تشيلي ، ستصبح أول مؤسسة فلكية بحجمها تتبنى منشأة بيانات قائمة على السحابة.



كيف ستغير الأبراج الضخمة التابعة للأقمار الصناعية طريقة استخدامنا للفضاء وأينما ذهب البشر ، فسيأخذون معهم مجموعات النجوم الفضائية إلى القمر والمريخ.

عندما يبدأ المرصد في عام 2024 ، ستصبح البيانات التي يلتقطها تلسكوبه متاحة كجزء من مسح تراث المكان والزمان (LSST) ، والذي سينشئ كتالوجًا أكبر بآلاف المرات من أي مسح سابق للسماء ليلاً. تم دائمًا تنزيل الاستطلاعات السابقة وتخزينها محليًا ، مما جعل من الصعب على علماء الفلك الوصول إلى عمل بعضهم البعض.

نحن نصنع خريطة للسماء الكاملة ، كما يقول هسين فانغ تشيانغ ، أحد أعضاء فريق إدارة البيانات في Rubin. وأثناء هذه العملية ، يقومون ببناء مجموعة بيانات ضخمة ستكون مفيدة للعديد من أنواع العلوم المختلفة في علم الفلك.

على الرغم من أن شيانج حاصلة على درجة الدكتوراه في علم الفلك ، إلا أن بحثها الأولي لم يكن له علاقة بالمسح. بعد سنوات ، حصلت على فرصة للمشاركة بفضل الحجم الهائل للمشروع. إنها فخورة بأن عملها يمكن أن يحسن طريقة تعاون العلماء.

المشروع لمدة 10 سنوات سيقدم مجموعة من 500 بيتابايت من البيانات والصور إلى السحابة ، لمساعدة علماء الفلك في الإجابة عن أسئلة حول بنية الكون وتطوره.

سيقدم المشروع الذي يستغرق 10 سنوات مجموعة من 500 بيتابايت من البيانات والصور إلى السحابة.

يقول تشيانغ ، لكل موقع في السماء ، سيكون لدينا أكثر من 800 صورة هناك. يمكنك حتى رؤية ما حدث في الماضي. لذلك خاصة بالنسبة للمستعرات الأعظمية أو الأشياء التي تتغير كثيرًا ، فهذا مثير جدًا للاهتمام.

كيف ستموت

سيقوم مرصد روبن بمعالجة وتخزين 20 تيرابايت من البيانات كل ليلة أثناء قيامه بتخطيط مجرة ​​درب التبانة والأماكن الواقعة خارجها. سيتمكن علماء الفلك المرتبطون بالمشروع من الوصول إلى تلك البيانات وتحليلها من أي مكان عبر متصفح الويب . في النهاية ، سيتم تحويل الصور التي يلتقطها التلسكوب كل ليلة إلى قاعدة بيانات على الإنترنت للنجوم والمجرات والأجرام السماوية الأخرى.

كيف كان شكل الكون المبكر؟

يمكن للتقدم في الحوسبة أن يساعد علماء الفلك على إعادة عقارب الساعة الكونية إلى الوراء. في وقت سابق من هذا العام ، استخدم علماء الفلك اليابانيون ATERUI الثاني ، حاسوب عملاق متخصص في محاكاة علم الفلك ، لإعادة بناء الشكل الذي قد يبدو عليه الكون في وقت مبكر من الانفجار العظيم.

يساعد ATERUI II الباحثين في التحقيق التضخم الكوني - النظرية القائلة بأن الكون المبكر توسع بشكل أسي من لحظة إلى أخرى. يتفق علماء الفلك على أن هذا التوسع قد يترك اختلافات شديدة في كثافة المادة من شأنها أن تؤثر على كل من توزيع المجرات والطريقة التي تطورت بها.

كم من الوقت تستغرق عملية nurx

يتطلب المشروع قدرًا هائلاً من تخزين البيانات (حوالي 10 تيرابايت ، أي ما يعادل 22000 حلقة من Game of Thrones)

من خلال مقارنة 4000 محاكاة للكون المبكر - جميعها بتقلبات مختلفة في الكثافة - مقابل الشيء الحقيقي ، يمكن للعلماء إرجاع الوقت والتساؤل عن سبب تعج بعض الأماكن في الكون بالنشاط الكوني بينما تكون مناطق أخرى قاحلة.

ماساتو شيراساكي ، يقول الأستاذ المساعد في المرصد الفلكي الوطني في اليابان ، إن الإجابة على هذا السؤال ستكون شبه مستحيلة بدون هذه المحاكاة. يتطلب المشروع قدرًا هائلاً من تخزين البيانات (حوالي 10 تيرابايت ، أي ما يعادل 22000 حلقة من لعبة العروش ).

طور فريق شيراساكي نموذجًا للكيفية التي يُعتقد أن الكون قد تطور بها وطبقه على كل من المحاكاة لمعرفة النتيجة التي قد تكون الأقرب إلى الشكل الذي يبدو عليه اليوم. جعلت هذه الطريقة من السهل استكشاف فيزياء التضخم الكوني.

في السنوات القليلة المقبلة ، يمكن أن تساعد أساليب شيراساكي في تقصير وقت المراقبة اللازم للجهود المستقبلية مثل سفيركس ، مهمة لمدة عامين من المقرر إجراؤها في عام 2024 تتضمن مركبة فضائية تدور حول الأرض وتحدق في ما يقرب من 300 مليون مجرة ​​عبر السماء. مع هذه القفزات في الحوسبة ، يتوسع فهمنا للكون شيئًا فشيئًا.

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به