Энергия, генерируемая одной снежинкой, падающей на землю, превышает электромагнитную энергию космического микроволнового фона.
Сегодня в обширных и радиотихих регионах Южной Африки и Австралии быстрыми темпами строится крупный международный научный проект — радиотелескоп Square Kilometer Array (SKA). По завершении SKA будет принимать радиоволны на расстоянии миллиардов световых лет и преобразовывать их в изображения, становясь самым чувствительным ухом, способным слышать слабые «голоса» Вселенной. Это позволит астрономам получить представление о формировании и эволюции первых звезд и галактик после Большого взрыва, о роли космических магнитных полей, природе гравитации и даже внеземной жизни.
SKA станет крупнейшим в мире радиотелескопом с точки зрения общей апертуры. Это глобальный проект сотрудничества, созданный и эксплуатируемый несколькими странами. Его название происходит от его общей площади сбора данных, составляющей около одного квадратного километра, со станциями, расположенными в радиотихих регионах восьми южноафриканских стран и западной Австралии.
Являясь крупным международным научным предприятием, SKA берет на себя ответственность за проведение новаторских научных исследований, направленных на улучшение понимания человечеством космоса и фундаментальных физических законов. Эти исследования охватывают формирование первых небесных тел, эволюцию галактик, природу темной энергии, космического магнетизма, сущность гравитации, молекул, несущих жизнь, и поиск внеземных цивилизаций. СКА играет ключевую роль в заполнении пробелов в нашем фундаментальном понимании Вселенной.
Еще в 1993 году 10 стран, включая Китай, совместно инициировали строительство СКА. По состоянию на июнь 2024 года в состав участников СКА входили полноправные члены из Южной Африки, Австралии, Великобритании, Китая, Италии, Нидерландов, Швейцарии, Испании, Португалии и Канады, а также наблюдатели из Индии, Франции, Германии, Швеции, Японии и Японии. Республика Корея.
Будучи одной из стран-основателей SKA, Китай активно участвовал в разработке ключевых технологий SKA, а также в исследованиях и разработках основного оборудования и научных исследованиях посредством широкого международного сотрудничества. В сотрудничестве с международными коллегами он сыграл активную роль в исследовании тайн Вселенной. Под руководством Национального центра дистанционного зондирования Китая при Министерстве науки и технологий (или Китайского офиса SKA) ученые Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук, Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук, 54-й Научно-исследовательский институт корпорации China Electronics Technology Group Corporation, лаборатория Пэнчэн и Университет Гуанчжоу активно участвовали в деятельности СКА и продолжали вносить свой вклад в строительство СКА.
У Сянпин, исследователь Национальной астрономической обсерватории и академик Китайской академии наук, сказал, что SKA объединяет последние научные и технологические достижения в таких областях, как астрономия, радио, информация, связь, компьютеры и механическое производство. В ближайшие 10 лет китайская научная группа SKA проведет исследования и совершит прорыв в 10 научных направлениях, таких как обнаружение космической реионизации, поиск пульсаров, определение времени и проверка теории гравитации. Путем проведения масштабных научных исследований при осуществлении международного сотрудничества будут установлены четкие научные цели и дорожная карта развития.
Профессор Инь-Чжэ Ма, член Академии наук Южной Африки и директор отдела астрофизики факультета физики Стелленбосского университета в Южной Африке, заявил, что Китай имеет опыт проектирования и экспериментирования «Пятисотни» Сферический радиотелескоп с метровой апертурой (FAST), получивший название «Китайский небесный глаз», а Южная Африка продемонстрировала свою способность создавать малые и средние радиотелескопы с решеткой при строительстве радиотелескопа MeerKAT в рамках проекта-предшественника SKA. Китай и Южная Африка имеют свои особенности и сильные стороны в различных областях.
SKA — это не только радиотелескоп, но и передовая научно-вычислительная платформа с интенсивным использованием данных. Как и все крупные проекты, СКА также сталкивается с проблемами со всех сторон. Одна из самых больших проблем заключается в том, как обрабатывать огромные объемы данных. После создания и использования SKA будет генерировать более 1 ЭБ или 1 миллиарда ГБ данных в год, что создаст огромную проблему для его визуализации, калибровки и обработки данных.
«Одна из самых больших проблем заключается в том, как обработать все данные», — сказал Филип Даймонд, генеральный директор Обсерватории «Квадратный километр» (SKAO). «Мы будем генерировать больше данных, чем любой другой научный проект, поэтому нам необходимо разработать технологии, алгоритмы и программное обеспечение для обработки всех данных и создания научных результатов».
Это составная фотография, показывающая радиотелескоп MeerKAT, проект-предшественник SKA, и огромные радиочастотные пузыри, которые он наблюдал в центре галактики Млечный Путь. (Предоставлено информационным агентством Синьхуа)
При поддержке и руководстве Министерства науки и технологий лаборатория Пэнчэн и команда профессора Ван Фэна из Университета Гуанчжоу сформировали исследовательскую группу, чтобы дополнить преимущества друг друга при создании системы обработки научных данных SKA (SDP). Опираясь на крупномасштабное устройство «Pengcheng Cloud Brain», совместная исследовательская группа использует технологию искусственного интеллекта для разработки пакетов программного обеспечения для поддержки обработки и анализа больших данных, платформ обслуживания больших данных и ключевых технологий для сбора, объединения и анализа больших данных на уровне PB. открытый обмен и эффективная обработка.
На фотографии, опубликованной 1 июля 2021 года, показан сайт «Pengcheng Cloud Brain II» после того, как он снова возглавил список IO500 с максимальной производительностью. (Предоставлено лабораторией Пэнчэн)
В настоящее время MeerKAT, проект-предшественник SKA, расположенный в Южной Африке, производит около 4 ГБ данных в секунду. Хотя объем данных составляет лишь одну десятую от объема SKA, он все равно огромен. Благодаря тесному сотрудничеству с южноафриканской командой SKA китайская исследовательская группа провела совместные исследования по обработке больших данных в режиме, близком к реальному времени, и добилась большого количества предварительных результатов.
Команда профессора Ван Фэна (2-й слева) из Университета Гуанчжоу и Олега Смирнова (3-й слева), руководителя исследований SKA радиоастрономического технологического центра Университета Родса, обсуждают вопросы обработки данных SKA. (Предоставлено командой профессора Ванга)
«Мы надеемся использовать опыт и технологии Китая, накопленные в области искусственного интеллекта, для решения ключевых проблем, которые мешают обработке данных SKA и будущим научным исследованиям, а также предоставить базовую поддержку ученым со всего мира в использовании и анализе научных данных SKA для достижения научные результаты», — сказал Ван, добавив, что в будущем его команда продолжит поддерживать тесное сотрудничество с командами-участниками SKA из всех стран, вносить свой вклад в строительство и научные исследования SKA, а также вносить больший вклад в исследование тайн Вселенной. и содействие прогрессу и процветанию человеческой цивилизации.
После его завершения SKA станет одним из крупнейших и самых передовых научных объектов на Земле, а также моделью использования китайских технологий искусственного интеллекта для проведения научных исследований и содействия научно-техническому прогрессу и процветанию человечества. Мы никогда не должны останавливаться в исследовании тайн Вселенной. В ближайшем будущем SKA привнесет новые перспективы в непрерывное исследование Вселенной международным астрономическим сообществом и внесет больший вклад в то, чтобы помочь людям прорваться в новые области познания.
