Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Наши страницы
SETI25
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
Оценить эту запись

Об Астропульсе

Запись от SETI25 размещена 28.12.2019 в 09:41

Об Астропульсе
1. основы
2. Рассеянные импульсы
3. Алгоритм
Основы Астропульса
основы
Astropulse - это новый тип SETI. Он расширяет исходный SETI @ home, но не заменяет его. Исходный SETI @ home является узкополосным, что означает, что он прослушивает определенную радиочастоту. Это все равно, что слушать игру оркестра и пытаться услышать, когда кто-нибудь играет ноту "A sharp". Astropulse слушает короткие импульсы. В аналогии с оркестром это похоже на прослушивание быстрого барабанного удара или серии барабанных ударов. Поскольку никто не знает, как «звучит» внеземная связь, кажется хорошей идеей искать несколько типов сигналов. В научных терминах Astropulse - это обзор неба, который ищет микросекундные переходные радиоимпульсы. Эти импульсы могут исходить от ET или из какого-либо другого источника. Я определю каждый из этих терминов:
• Съемка неба: телескоп, который мы используем (Обсерватория Аресибо), сканирует небо, ища сигналы повсюду. Это отличается от направленного поиска SETI, в котором телескоп тщательно исследует несколько звезд.
• Микросекунда: миллионная доля секунды. Astropulse лучше, чем предыдущие поиски, обнаруживает сигналы, которые длятся очень короткий промежуток времени. Чем короче сигнал, тем лучше Astropulse при его обнаружении, до нижнего предела 0,4 микросекунды. Astropulse может обнаруживать сигналы короче 0,4 микросекунды, он просто перестает становиться все лучше и лучше по сравнению с другими поисками.
• Переходный процесс: сигнал является кратковременным, если он короткий, как барабанная дробь. Переходный сигнал может быть повторяющимся (он бьется снова и снова) или единичным импульсом (он бьется только один раз).
• Радио: сигналы сделаны из того же типа электромагнитного излучения, которое обнаруживает радио AM или FM. (На самом деле частоты значительно выше, чем у этого, но все еще считается «радио».) Электромагнитное излучение включает в себя радиоволны, микроволны, инфракрасный свет, видимый свет, ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-лучи. Нажмите здесь для получения дополнительной информации об электромагнитном излучении .
(https://translate.google.com/transla...00271,15700283)








Вот картина переходного радиоимпульса:

На этом графике ось X - это время, а ось Y - это частота. Этот график показывает, что частота импульса уменьшается со временем, что именно то, что мы ожидаем от рассеянного импульса. Смотрите раздел рассеянных импульсов для получения дополнительной информации.
(https://translate.google.com/transla...700283#dispers)
Источники импульсов
Откуда будет приходить микросекундный переходный радиоимпульс? Есть несколько возможностей, в том числе:
• ET: Предыдущие поиски искали внеземную связь в виде узкополосных сигналов, аналогичных нашим собственным радиостанциям. Поскольку мы ничего не знаем о том, как ET может общаться, это может быть немного закрытым.
• Пульсары и RRAT: Пульсары - это вращающиеся нейтронные звезды, которые могут генерировать сигналы всего за 100 микросекунд, хотя обычно намного дольше. 0,4 микросекунды кажутся натяжкой. Astropulse способен обнаруживать пульсары, но вряд ли найдет какие-либо новые. RRATs - недавно открытый вариант пульсара. Возможно, Astropulse обнаружит новый тип вращающейся нейтронной звезды с очень коротким рабочим циклом.
• Взрывы исконных черных дыр: Мартин Рис предположил, что черная дыра, взрывающаяся под действием излучения Хокинга, может производить сигнал, который можно обнаружить по радио. Нажмите здесь, чтобы узнать о черных дырах. (https://translate.google.com/transla...00271,15700283)
• Внегалактические импульсы: Некоторые ученые недавно видели один переходный радиоимпульс далеко за пределами галактики Млечный Путь. Никто не знает, что вызвало это, но, возможно, есть еще их для Astropulse, чтобы найти.
• Новые явления. Возможно, наиболее вероятным результатом является то, что мы обнаружим какое-то неизвестное астрофизическое явление. Каждый раз, когда астроном смотрит на небо по-новому, он может увидеть новое явление, будь то звезда, взрыв, галактика или что-то еще.
Рассеянные импульсы
Поскольку микросекундный переходный радиоимпульс приходит к нам от дальнего источника в космосе, он проходит через межзвездную среду (ISM). ISM - это газ атомов водорода, который пронизывает всю галактику. Существует одна большая разница между ISM и обычным газообразным водородом. Некоторые из атомов водорода в ISM ионизированы, что означает, что к ним не присоединен электрон. Для каждого атома ионизованного водорода в ISM свободный электрон уплывает где-то поблизости. Вещество, состоящее из свободно плавающих ионизированных частиц, называется плазмой.
Микросекундный радиоимпульс состоит из множества разных частот. Когда импульс проходит через плазму ISM, высокочастотное излучение идет немного быстрее, чем излучение с более низкой частотой. Когда импульс достигает Земли, мы смотрим на части сигнала в диапазоне от 1418,75 МГц до 1421,25 МГц. Это диапазон 2,5 МГц. Излучение с самой высокой частотой приходит примерно на 0,4–4 миллисекунды раньше, чем излучение с самой низкой частотой, в зависимости от расстояния, с которого исходит сигнал. Этот эффект называется дисперсией. Нажмите здесь, чтобы увидеть, как рассеянные и не рассеянные импульсы могут состоять из множества разных частот. (https://translate.google.com/transla...700271,1570028)
Чтобы увидеть истинную форму сигнала, мы должны отменить эту дисперсию. То есть мы должны разогнать сигнал. Дедисперсия является основной целью алгоритма Astropulse.
Дедисперсия не только позволяет нам увидеть истинную форму сигнала, но также уменьшает количество шума, которое мешает видимости сигнала. Шум состоит из колебаний, которые производят ложный сигнал. Например, в телескоп может быть электрический шум, создающий иллюзию сигнала там, где его нет. Поскольку дисперсия распространяет сигнал в 10 000 раз дольше, это может привести к появлению в 10 000 раз больше шума с сигналом. (Существует математический фактор, основанный на квадратном корне, поэтому мощность шума в 100 раз выше, но это все же много).
Количество дисперсии зависит от количества ISM плазмы между Землей и источником импульса. Мера дисперсии (DM) говорит нам, сколько в плазме. DM измеряется в «парсек на сантиметр в кубе», что записывается как pc cm -3. Чтобы получить DM, умножьте расстояние до источника сигнала (в парсеках) на плотность электронов в электронах на кубический сантиметр. Парсек составляет около 3 световых лет. Таким образом, если источник находится на расстоянии 2 парсеков, а пространство между Землей и этим источником заполнено плазмой с 3 свободными электронами на кубический сантиметр, то это 6 пк см -3 . Фактическая плотность свободных электронов в ISM составляет около 0,03 на кубический сантиметр.
Астропульсный алгоритм
Петли с одним импульсом
Astropulse должен проанализировать весь рабочий блок на почти 15 000 различных DM (если быть точным, 14 208). На каждом DM весь алгоритм дедисперсии должен быть запущен снова для всего рабочего блока. Самая низкая марка составляет 55 пк см -3 , а самая высокая - 800 пк см -3 . Astropulse проверяет DM на регулярной основе между этими двумя. Не вдаваясь в подробности о том, как исследовать часть рабочего блока в данной DM, вот организация, с которой Astropulse обрабатывает данные: она делит DM, которые должны быть покрыты, на большие порции DM по 128 DM каждый, а затем на маленькие порции DM. из 16 марок каждый. Он разделяет данные на куски по 4096 байт и обрабатывает их по одному. После того, как данные были распределены, Astropulse совместно добавляет эти данные на 10 различных уровнях, то есть ищет сигналы размером 0,4 микросекунды, затем вдвое больше, 4 раза, 8 раз и т. Д. (0,4 микросекунды, 0,8, 1,6, 3,2, 6,4, ...) На самом низком уровне организации astropulse просматривает отдельные группы данных. Контейнер соответствует 2 битам исходных данных, но после его дисперсии для его представления требуется число с плавающей запятой. Вот разбивка петель Астропульса:
1 рабочий блок => 111 больших фрагментов DM
1 большой кусок DM => 8 маленьких блоков DM
1 маленький блок DM => 2048 блоков данных
1 блок данных => 16 DM
1 DM => 10 кратных уровней
1-кратный уровень => 16384 (или меньше)
1 корзина = наименьшая единица
Таким образом, каждый рабочий блок состоит из 111 больших фрагментов DM, каждый из которых составляет 0,901% от общего количества. Каждый большой блок DM состоит из 8 маленьких блоков DM, каждый из которых составляет 0,113% от всего. И так далее.
Количество больших фрагментов DM, вероятно, изменится до выпуска финальной версии Astropulse.
Алгоритм быстрого сворачивания
В конце каждого маленького и большого фрагмента DM Astropulse выполняет алгоритм быстрого свертывания. Этот алгоритм проверяет повторение импульсов в определенном диапазоне периодов. (Период - это промежуток времени, после которого импульс повторяется.) Когда алгоритм быстрого сворачивания выполняется после каждого большого блока DM, он выполняет поиск по всему 13-секундному рабочему блоку и ищет повторяющиеся сигналы с периодом, в 256 раз превышающим выборку. скорость (256 * 0,4 микросекунд) или более. Когда FFA выполняется после каждого небольшого фрагмента DM, он просматривает небольшую часть рабочего блока и ищет повторяющиеся сигналы с периодом, в 16 раз превышающим частоту дискретизации или более.

Нажмите на изображение для увеличения
Название: Lorimer_Bailes_Pulse.jpg
Просмотров: 959
Размер:	105.0 Кб
ID:	5768
Размещено в Без категории
Просмотров 86 Комментарии 0
Всего комментариев 0
Комментарии
 
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2020, vBulletin Solutions, Inc.