Η πληροφορική δίνει χέρι βοήθειας στην αστρονομία

ΑΣΤΡΟΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Το 2000 ένας αστρονόμος ζήτησε από το Εθνικό Υπολογιστικό Κέντρο Επιστημών του Διαστήματος (ΕΥΚΕΔ) της αμερικανικής ΝΑΣΑ, να του αρχειοθετήσει αστρονομικά δεδομένα μεγέθους 1 τεραμπάιτ (τρισεκατομμύριο ψηφιολέξεις). Η απάντηση ήταν πως κάτι τέτοιο ήταν αδύνατο, καθώς 1 τεραμπάιτ ήταν τα δεδομένα που είχε συλλέξει η ΝΑΣΑ όλα τα 45 (τότε) χρόνια της ύπαρξής της! Μια αστρονομική έρευνα του 2000 είχε παράξει τόσα δεδομένα όσο οι 15.000 έρευνες που είχαν προηγηθεί και καταχωρηθεί στο ΕΥΚΕΔ! Σήμερα είναι συχνό φαινόμενο οικιακοί επιτραπέζιοι υπολογιστές να έχουν τέτοια ή και μεγαλύτερη χωρητικότητα.

Εγινε αντιληπτό ότι οι ανάγκες επεξεργασίας των δεδομένων που καταγράφουν οι ηλεκτρονικές κάμερες των νέων τηλεσκοπίων, αλλά και οι συστοιχίες των ραδιοτηλεσκοπίων, είχαν φτάσει σε τέτοιο επίπεδο που έπρεπε να αξιοποιηθεί η πληροφορική σε πολύ μεγαλύτερο βαθμό, κατά τα πρότυπα του τι συνέβαινε και στην επιστήμη της βιολογίας, η οποία εκείνη την εποχή ολοκλήρωνε τη χαρτογράφηση του ανθρώπινου γονιδιώματος.

Νέος τρόπος δουλειάς

Τα εργαλεία της αστρονομίας άλλαξαν δραστικά μέσα σε μια γενιά και η εικόνα του σύμπαντος που μας προσφέρουν άλλαξε μαζί τους. Πέρασαν παντοτινά οι μέρες της κοπιαστικής επισκόπησης των φωτογραφικών πλακών που κατέγραφαν τις αστρονομικές παρατηρήσεις. Σήμερα πάνω από δέκα μεγάλα τηλεσκόπια στη Γη και στο Διάστημα επιτρέπουν σε αστρονόμους που βρίσκονται στην άλλη άκρη της Γης να παρατηρήσουν μεγάλα τμήματα του ουρανού σε πολλαπλές περιοχές του φάσματος, από τα ραδιοκύματα, ως τις ακτίνες γάμμα. Από τη στιγμή που εμφανίστηκαν και οι ψηφιακοί ανιχνευτές ουράνιων σωμάτων στις φωτογραφίες, οι ηλεκτρονικοί υπολογιστές αντικατέστησαν εντελώς τους σκοτεινούς θαλάμους εμφάνισης φωτογραφιών. Μέσα στην πλημμυρίδα των ψηφιακών δεδομένων βρίσκονται «θαμμένες» νέες ανακαλύψεις.

Από το 2000 που ξεκίνησε η Χαρτογράφηση Σλόαν, κάλυψε περισσότερο από το ένα τρίτο του νυχτερινού ουρανού, καταγράφοντας πληροφορίες για 930.000 γαλαξίες και 120.000 κβάζαρς. Η υπολογιστική ανάλυση αυτών των δεδομένων αποκάλυψε μερικά από τα αρχαιότερα ουράνια σώματα, βοήθησε να βγει το συμπέρασμα ότι οι περισσότεροι μεγάλοι γαλαξίες έχουν στο κέντρο τους μια μαύρη τρύπα τεράστιας μάζας και έδωσε τη δυνατότητα να κατασκευαστεί ένας τρισδιάστατος χάρτης του τμήματος του ορατού σύμπαντος στο οποίο βρίσκεται και ο Γαλαξίας μας.

Πλημμύρα δεδομένων

Μέχρι τη Χαρτογράφηση Σλόαν ο μεμονωμένος ερευνητής ή η μικρή ομάδα ερευνητών, αφού κατάφερνε να εξασφαλίσει λίγο χρόνο σε κάποιο τηλεσκόπιο, πήγαινε τελικά σ' αυτό, έκανε τις παρατηρήσεις του ουρανού, έπαιρνε τα δεδομένα που ήθελε και στη συνέχεια τα επεξεργαζόταν. Μετά τη Χαρτογράφηση Σλόαν εμφανίστηκε αυτή η τεράστια ποσότητα δεδομένων που είχαν παραχθεί για ένα συγκεκριμένο σκοπό, αλλά επέτρεπαν σε αστρονόμους που δεν είχαν καμία σύνδεση με το συγκεκριμένο ερευνητικό πρόγραμμα να τα αξιοποιήσουν, για να αναζητήσουν απαντήσεις σε εντελώς νέα ερωτήματα.

Τώρα, μια νέα γενιά επισκοπήσεων του ουρανού (βλ. διπλανή στήλη) υπόσχεται να καταλογογραφήσει δεκάδες δισεκατομμύρια αστρονομικά αντικείμενα, παράγοντας 30 τεραμπάιτ δεδομένων κάθε βράδυ! Οι αστρονόμοι που πρώτα συναγωνίζονταν για λίγο χρόνο παρατήρησης δεν θα μπορούν να παρακολουθήσουν αυτή τη ροή πληροφοριών. Δεν είναι μόνο ο όγκος των πληροφοριών είναι και η ποιότητα και η πολυπλοκότητά τους. Για κάθε αντικείμενο θα υπάρχουν μετρήσεις χιλιάδων χαρακτηριστικών του και αυτό για χίλιες διαφορετικές πλευρές της οντότητάς του. Ακόμα και ο ισχυρότερος υπερυπολογιστής δεν θα μπορούσε να αντιμετωπίσει την επεξεργασία τους, με το διαθέσιμο λογισμικό. Χρειάζονται συστήματα πληροφορικής που θα μπορούν να βγάζουν νόημα από δεδομένα πολύ σύνθετα για να τα βάλει σε τάξη ο ανθρώπινος εγκέφαλος. Αλγόριθμοι που θα μπορούν να σαρώνουν τεραμπάιτ πληροφοριών μέσα σε δευτερόλεπτα, να επισημαίνουν τα μοτίβα και τις ανωμαλίες που εντοπίζουν, να οπτικοποιούν τις σημαντικές πληροφορίες, ακόμα και να μαθαίνουν από την τελική αξιολόγηση των πληροφοριών που θα κάνει ο άνθρωπος ερευνητής, για να πετυχαίνουν καλύτερα αποτελέσματα στον επόμενο κύκλο επεξεργασίας.

Οπως η βιοπληροφορική επιτρέπει στους βιολόγους να αξιοποιήσουν τον τεράστιο όγκο πληροφοριών που σχετίζονται με το γονιδίωμα, τις πρωτεΐνες που κωδικοποιεί και την αλληλεπίδρασή τους μέσα στον οργανισμό, έτσι και η αστροπληροφορική καλείται να βοηθήσει τους αστρονόμους να κάνουν εκείνο που πρώτα έκαναν «χειρωνακτικά» και τώρα δεν είναι πια πρακτικό να γίνει με αυτόν τον τρόπο, αλλά και να εντοπίσουν σημαντικές «λεπτομέρειες» που συχνά διέφευγαν της προσοχής τους, μετά την οπτική εξέταση της χιλιοστής φωτογραφικής πλάκας...

Ριζοσπάστης
Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: ''Discover''