Astronomija ulazi u razdoblje u kojem više nije najveći izazov vidjeti što se događa na nebu, nego obraditi količinu podataka koju to nebo proizvodi. Upravo zato Opservatorij Vera C. Rubin u Čileu nije važan samo kao novi moćni instrument za promatranje svemira. Kako ističu Muiris MacCarthaigh, profesor politike i javnih politika na Sveučilištu Queen’s u Belfastu, i Joshua Weston, doktorand na Školi za matematiku i fiziku pri istom sveučilištu, taj bi opservatorij mogao pokazati kako će izgledati znanstvena otkrića u eri u kojoj teleskopi svake noći stvaraju milijune signala, a odluku o tome što je doista važno sve češće donose algoritmi.
Na planinskom vrhu Cerro Pachón, u sjevernom Čileu, opservatorij će provoditi desetogodišnji program “Legacy Survey of Space and Time“, poznat pod kraticom LSST. Tijekom tog razdoblja gotovo tisuću puta snimit će cijelo južno nebo i pritom izgraditi jedan od najdetaljnijih pregleda svemira dosad. Znanstvenici od tog projekta očekuju odgovore na niz velikih pitanja, od eksplozija zvijezda i kretanja asteroida do raspodjele tamne tvari i građe naše galaksije.
Iza tog pothvata ne stoji samo jedan laboratorij ni jedna država. Premda glavninu financiranja osiguravaju američko Ministarstvo energetike i američka Nacionalna zaklada za znanost (NSF), projekt okuplja astronome sa šest kontinenata i iz više od deset zemalja. Velika Britanija, Francuska, Španjolska, Italija, Japan, Brazil, Australija, Južnoafrička Republika i Kanada, među ostalima, sudjelovale su u uspostavi sustava za obradu podataka. Ti doprinosi nisu bili samo tehnička pomoć, nego su istraživačima iz tih zemalja osigurali i pravo pristupa podacima programa LSST.
Kad nebo postane podatkovni problem
Prava snaga tog projekta vidi se tek u brojkama. Opservatorij će svake noći stvarati oko 10 terabajta podataka, a na kraju desetogodišnjeg pregleda završna baza trebala bi dosegnuti oko 15 petabajta. Uz to će svake noći generirati približno 10 milijuna upozorenja na moguće nove ili promjenjive objekte na nebu.
Ta upozorenja neće se slijevati izravno astronomima, nego će ih preuzimati sedam takozvanih brokera raspoređenih diljem svijeta. Riječ je o internetskim servisima i softverskim platformama preko kojih će istraživači pristupati podacima LSST-a. Svako upozorenje nosit će osnovne informacije o opaženom objektu, uključujući procjenu koliko je vjerojatno da je riječ o stvarnom signalu, o kakvoj je vrsti objekta riječ, kojoj galaksiji pripada i kako mu se sjaj mijenjao tijekom vremena. Tek na temelju toga može se odlučiti zaslužuje li objekt dodatna promatranja.
Problem je u tome što će velik dio tih upozorenja biti pogrešan. Očekuje se da će većina od spomenutih 10 milijuna noćnih upozorenja zapravo biti lažna. Upravo zato završna faza obrade neće ovisiti samo o ljudima, nego o metodama strojnog učenja i umjetne inteligencije. Njihova će zadaća biti odvojiti stvarne kozmičke pojave od goleme količine šuma i izdvojiti mali broj najperspektivnijih kandidata za daljnje istraživanje.
Astronomija je zbog toga već danas među znanstvenim područjima koja se najviše oslanjaju na kod, razvoj vlastitih alata i automatiziranu analizu. U okviru LSST-a djeluje i skupina “Informatics and Statistics Science Collaboration”, koja okuplja više od 150 podatkovnih znanstvenika. Njihov posao nije promatrati nebo u klasičnom smislu, nego razvijati metode koje će omogućiti da se iz tako goleme količine informacija uopće izdvoji ono znanstveno važno.
Tko danas zapravo dolazi do otkrića
Opservatorij Vera C. Rubin pritom nije iznimka, nego možda najjasniji primjer smjera u kojem ide suvremena astronomija. Sličan model već se vidi u projektima poput Euclida, suradnje Ligo-Virgo-Kagra i budućeg sustava Square Kilometer Array. Svi oni okupljaju tisuće suradnika širom svijeta i svi ovise o obradi golemih količina podataka.
U tom procesu raste i uloga tehnološkog sektora. Astronomski projekti posljednjih godina privlače sredstva kompanija poput Amazona i Microsofta za razvoj alata koji mogu analizirati sve složenije skupove podataka. Simbolično je i to što je 8,4-metarski Simonyi Survey Telescope, koji je dio Opservatorija Vera C. Rubin, nazvan po Charlesu Simonyiju, pioniru softverskog razvoja iz ranih dana Microsofta i filantropu.
No u novoj astronomiji prostor ne dobivaju samo znanstvenici i tehnološke tvrtke. Projekt će uključiti i građansku znanost. U suradnji s platformom Zooniverse volonteri će pregledavati podatke, prepoznavati zanimljive objekte, odbacivati beskorisne zapise i pomagati u razvrstavanju različitih pojava. Time se i sama proizvodnja znanja dodatno širi izvan uskog kruga profesionalnih istraživača.
To je možda i najzanimljivija promjena koju donosi Opservatorij Vera C. Rubin. U 20. stoljeću astronomija je sve snažnije postajala međunarodna, ali u 21. stoljeću ona postaje i duboko podatkovna. Sve više astronoma danas ne radi izravno na pojedinačnim otkrićima, nego na sustavima koji omogućuju da se do tih otkrića uopće dođe. Vlasništvo nad alatima otkrivanja, ali i nad samim procesom otkrivanja, sve se više dijeli između znanstvenika, velikih tehnoloških tvrtki i građana koji sudjeluju u označavanju podataka.
Ako takvi sustavi uspiju rasteretiti istraživače od ručnog pregleda milijuna upozorenja, ostat će više vremena za stvarna astrofizička pitanja i nova tumačenja svemira. No iza toga ostaje i veće pitanje. Hoće li svemir i dalje ostati zajedničko područje javne znatiželje i otvorene znanosti, ili će ga sve više oblikovati prioriteti tehnološke industrije? Upravo će to, jednako kao i nova otkrića na noćnom nebu, pokazati desetljeće koje je pred Opservatorijem Vera C. Rubin
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
Odgovori