Données du Big Bang: comment les « scientifiques des données citoyens » aideront les astrophysiciens à remonter jusqu'à la nuit des temps

  • Oct 16, 2023

De grandes quantités de puissance de calcul sont nécessaires pour traiter les défis « à peine possibles » liés aux mégadonnées auxquels est confronté le radiotélescope Square Kilometer Array.

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Le Square Kilometer Array remontera dans le temps jusqu’au big bang.

Image: Organisation SKA/Swinburne Astronomy Productions

Conçu par des astronomes et des ingénieurs cherchant à repousser les limites de la technologie moderne, le tableau du kilomètre carré [SKA] sera le plus grand radiotélescope du monde, couvrant plus d'un million de mètres carrés de zone de collecte.

La construction, dont le début est prévu en 2018, SKA est un projet international qui comprendra des milliers de d'antennes réparties à travers le monde, avec des centres d'opération centraux en Afrique du Sud et dans l'Ouest Australie. Son ordinateur central aura à lui seul la puissance de traitement d’environ cent millions de PC.

50 000 fois plus sensible que tout autre instrument radio existant actuellement et suffisamment puissant pour détecter de très faibles signaux radio émis par des sources cosmiques à des milliards d’années-lumière. depuis la Terre - y compris ceux émis peu après le Big Bang, il y a plus de 13 milliards d'années - SKA vise à aider les scientifiques à répondre à des questions fondamentales sur l'univers et les lois de la nature.

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Avec un réseau si sensible qu'il pourrait détecter un radar d'aéroport sur une planète à dix années-lumière, le projet générera d'énormes quantités de données, comme l'explique le professeur Danielle George, du groupe de recherche sur les micro-ondes et les systèmes de communication de l'Université de Manchester.

« La quantité de données que le SKA produira est énorme; on estime que les plats à eux seuls généreront dix fois le trafic Internet mondial. Le super ordinateur SKA devra également effectuer 1018 [un quintillion] d'opérations par seconde afin de traiter toutes les données des télescopes", a-t-elle déclaré lors du Gartner's Business Intelligence and Analytics Summit à Londres.

George, l'un des responsables de la branche britannique du projet SKA, a déclaré que la puissance nécessaire pour traiter ces données - qu'elle décrit comme "à peine possible" au rythme où la loi de Moore continue d'évoluer - - pourrait repousser les limites de l'informatique actuelle capacités.

"Cela nous permettra de faire d'énormes progrès, non seulement dans le domaine de la radioastronomie, mais, espérons-le, dans de nombreux autres domaines", a-t-elle déclaré.

Le projet SKA nécessitera ce que George a décrit comme « d'énormes innovations à la limite de la technologie actuelle » et des collaborations étroites avec calcul haute performance, réseaux de données avancés, etc., s'appuyant ainsi sur la collaboration entre l'industrie, les entreprises, les universités et autres.

Mais cela ne constitue pas une limite absolue quant aux personnes sur lesquelles s'appuiera cet « immense défi d'ingénierie » pour traiter avec succès de grandes quantités de données, car Le professeur George a déclaré qu'elle et l'équipe SKA auront besoin de l'aide de « citoyens scientifiques des données » afin d'analyser toutes les informations générées par le tableau.

En effet, tant de données arriveront si rapidement que même l’ordinateur le plus puissant du monde en 2022 ne sera pas en mesure de relever ce défi à lui seul.

"Pour suivre le flux de données du télescope SKA, le traitement des données doit être conçu et effectué en temps quasi réel, ce qui nécessite qu'il soit automatisé", a déclaré George. Une réponse à ce dilemme pourrait inclure la divulgation de l'information au public pour faciliter son analyse, a-t-elle expliqué.

Cela signifierait que l'analyse des données générées par SKA serait effectuée selon une méthode similaire à celle de la recherche de l'Institut SETI. pour l'intelligence extraterrestre, qui permet à des volontaires disposant d'une connexion Internet d'aider à la recherche en téléchargeant le SETI@home programme et laisser leur ordinateur personnel analyser les données lorsqu'il est inactif.

"Nous allons devoir continuer à le faire afin de comprendre et d'analyser toutes ces données", a déclaré George, décrivant comment ce type de partage de données avec le public peut conduire à des innovations et de nouveaux résultats.

"Beaucoup des découvertes astronomiques que nous voyons aujourd'hui sont faites après que les données ont été transmises à d'autres groupes. Parce que ces autres groupes sont capables d'ajouter de la valeur à ces données en les ajoutant à d'autres données, à de nouvelles idées et à de nouveaux modèles qui n'étaient peut-être pas disponibles à l'origine pour les astronomes de l'enquête", a-t-elle déclaré.

Par conséquent, afin de libérer le véritable potentiel du SKA et de la technologie de calcul intensif requise pour l'alimenter, George a soutenu: « Nous devons tous innover et tirer le meilleur parti de ces machines intelligentes et de ce grand données".

Ce n'est que grâce à la collaboration de physiciens, de technologues, d'ingénieurs et de citoyens data scientists qu'elle expliqué, le projet sera-t-il capable d'analyser pleinement les restes détectables de l'origine de notre univers.

« L'innovation se situe très probablement aux frontières de toutes nos disciplines et je pense que c'est un indicateur de progrès dans ce domaine; "Rassemblez des experts de différents domaines, posez-leur des problèmes difficiles et construisez une culture de partage de ces résultats avec tout le monde", a conclu George.

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