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太空探索拥有无限可能:大数据介入天文学

2018-07-06 17:50外星探索
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欧罗巴上的喷泉。| 图片来源:NASA/ESA/K。 RETHERFORD/SWRI

  这两个看似毫无关联的研究,却有着一个共同之处:两项发现都是基于对长期存档的旧数据进行挖掘时才发现的,而不是来自什么最先进的望远镜。

  随着“大数据”时代改变了科学研究的方式,像这样的发现只会变得更加普遍。天文学家每天都收集到的新数据量几乎呈指数增长,这通常需要数年的时间才能发现深藏在这些文档中的所有信息。或许,下一个天文学的重大发现就隐藏在这些旧数据中,只是我们还不知道。

  天文学的演化

  六十多年前,典型的天文学家通常独自工作,或者在一个小团队中工作。很可能在他们所属的院校机构中,有一台体积庞大的地面光学望远镜供他们使用。

  他们的观察很大程度上都仅限于光学波段——大致就是肉眼可见的波段。这意味着他们错过了大量天体物理源发出的信号——从低频的射电波一直到高能的伽马射线。在那时的大多数情况下,如果你想从事天文学,那你就必须得是一个学者,或者就是一位喜欢仰望星空的富人,这样才有机会使用一个好的望远镜。

  旧数据会以照片底片或已出版的目录的形式存储。但从其他天文台获取档案会很困难——而对业余天文学家来说,基本上是不可能的。

  现在,有的天文台可以覆盖整个电磁频谱。这些最先进的天文台不再只由一个单一机构运作,往往需要涉及到多国科学家的共同努力。

  随着数字时代的到来,几乎所有数据都会在被获取不就之后公开。这使得天文学非常“民主”:任何人都能够重新分析几乎任何数据集,从而创造新的发现。比如,你也可以查看在人马座A*附近发现的恒星级黑洞的数据。

  这些天文台都产生了惊人的数据量。例如,自1990年哈勃太空望远镜运行以来,已完成了超过130万次的观测,每周传输的原始数据约为20GB,这对于一个设计于1970年代的望远镜来说,是十分令人钦佩的。现在位于智利的阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA),预计每天会能产生2TB的数据。

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