Co robią komputery, gdy nikt nie patrzy

Odkrycie jest dziełem naukowców z programu Einstein@Home. Do prowadzenia badań wykorzystują moc obliczeniową 500 tys. domowych i biurowych komputerów. Udostępniło je 250 tys. ochotników (średnio każdy uczestnik udostępniał dwie maszyny) ze 192 krajów świata.

I choć odkrycie przypisywane jest Chrisowi i Helen Colvin z Iowy w Stanach Zjednoczonych oraz Danielowi Gebhardtowi z niemieckiego Universität Mainz, to bez współpracy tysięcy ludzi – i ich komputerów – sukcesu by nie było.

[srodtytul]Podglądanie Liska[/srodtytul]

Pulsar PSR J20007+2722 znajduje się w Mlecznej Drodze, w gwiazdozbiorze Liska. To wysyłająca regularne impulsy elektromagnetyczne tzw. gwiazda neutronowa. Obraca się aż 41 razy na sekundę. To, co jest w niej niezwykłe, to fakt, iż nie ma towarzyszącej gwiazdy. Astronomowie podejrzewają, że to pulsar, który zdążył już pochłonąć materię sąsiadki.

Danych do analizy komputerowej dostarczył wielki radioteleskop w Arecibo, który przekazuje informacje programowi Einstein@Home zaledwie od marca 2009 roku.

– To wielki moment dla projektu Einstein@Home i naszych ochotników – mówi szef programu Bruce Allen, dyrektor niemieckiego Instytutu Maksa Plancka Fizyki Grawitacji (Instytut Alberta Einsteina) i profesor fizyki Uniwersytetu Wisconsin. – Sukces dowodzi, że udział amatorów w badaniach pomaga w odkryciach nowych rzeczy we wszechświecie. Mam nadzieję, że to zainspiruje innych, aby do nas dołączyli.

Program Einstein@Home ma jednak znacznie ambitniejsze zadanie niż poszukiwanie pulsarów we wszechświecie. Celem badań jest zdobycie bezpośrednich obserwacji fal grawitacyjnych. Jak dotąd nikomu się to nie udało, ale dowodem pośrednim są właśnie obserwacje gwiazd neutronowych.

[srodtytul]Zjedzony sąsiad[/srodtytul]

Według astrofizyków w przypadku gwiazdy w Lisku mamy do czynienia albo z bardzo starym pulsarem, albo z młodym, lecz o dość słabym polu magnetycznym.

Najprawdopodobniej jednak PSR J20007+2722 narodził się w układzie podwójnym – to znaczy miał towarzysza – drugą gwiazdę. Po wybuchu supernowej, w wyniku którego powstała gwiazda neutronowa (widoczna dla nas jako pulsar) jej ruch stopniowo zwalniał. Za to sąsiad rósł. Wirujący pulsar „podkradał” materię z tej rosnącej gwiazdy, osłabiając pole magnetyczne i przyspieszając – tłumaczą naukowcy, którzy nazywają ten proces „recyklingiem” pulsara.

W końcu dochodzi do wybuchu sąsiada, który zamienia się w drugą gwiazdę neutronową. Jeżeli siła tej eksplozji odepchnie ją dalej, pulsar pozostaje samotny i ma cechy (m.in. prędkość ruchu obrotowego) takie jak obserwowany właśnie PSR J20007+2722.

– Nie jest ważne, co jeszcze tam odkryjemy. Już teraz ten pulsar jest wyjątkowo interesujący jako źródło informacji o fizyce gwiazd neutronowych i sposobie ich powstawania – mówi prof. James Cordes, astrofizyk z Uniwersytetu Cornella. – Odkrycie wymagało skomplikowanego systemu, na który składają się potężny teleskop Arecibo, komputery Instytutu Alberta Einsteina, Uniwersytetu Cornella, Uniwersytetu Wisconsin i ochotników projektu Einstein@Home.

Jak podkreślają naukowcy, to pierwszy tak spektakularny sukces w badaniach kosmosu prowadzonych przez sieć komputerów ochotników-amatorów.

[srodtytul]Nauka obywatelska[/srodtytul]

Czy każdy może zostać badaczem gwiazd? Gdy zostawiamy włączony komputer – powiedzmy idąc na kawę, moc obliczeniowa jego procesora pozostaje niewykorzystana. Pecet „nudzi się” – uruchamia się wygaszacz ekranu, system usypia. A gdyby tak zaprząc procesor do pracy w tym niewykorzystywanym przez nas czasie? Sieć takich nudzących się komputerów miałaby już sporą moc obliczeniową, wystarczającą do prowadzenia poważnych badań – w zastępstwie drogich superkomputerów, do których i tak ustawiają się kolejki naukowców.

Ten właśnie pomysł stał się podstawą tzw. przetwarzania rozproszonego. Każdy komputer – w pracy, w domu, na uczelni – analizuje niewielką część danych, a wyniki wysyła do centralnego serwera.

W ten sposób funkcjonuje wiele projektów naukowych, w których każdy może wziąć udział. Wystarczy zainstalować na komputerze niewielki program. Obok astronomicznego Einstein@Home działają programy badania struktury białek (Rosetta@home i Folding@Home), medyczne (m.in. Malaria Control) czy modelowania klimatu.

Największy rozgłos zyskał zaś prowadzony na domowych komputerach program poszukiwań sygnałów od cywilizacji pozaziemskich SETI@home.

[ramka][srodtytul]Pulsary błyskają jak kosmiczne radiolatarnie[/srodtytul]

Pierwszy pulsar udało się zaobserwować dopiero w 1967 roku. Odkrycia – zresztą przypadkowo – dokonała Jocelyn Bell Burnell korzystająca z aparatury skonstruowanej przez Antony’ego Hewisha z Uniwersytetu Cambridge. Szybko powtarzające się impulsy radiowe potraktowano najpierw jako błąd pomiarów, a później jako... transmisję od przedstawicieli pozaziemskiej cywilizacji.

Zaobserwowany dziwny obiekt nazwano nawet początkowo LGM-1 – od Little Green Men – małe zielone ludziki).

Z tego samego powodu zwlekano przez kilka miesięcy z publikacją informacji o tym ważnym odkryciu. Dopiero rok później nazwę LGM zamieniono na pulsar.