Astronomai vakar ir šiandien

Seniai seniai, gal prieš metus ar dvejus, manęs prašė parašyti apie tai, kad šiandieniniai astronomai dirbdami pro teleskopus paprastai nežiūri, o tik sėdi prie kompų ir spitrijasi į skaičiukus arba programinius kodus. Pagaliau prisiruošiau kažką šita tema parašyti. Gilių išvedžiojimų nebus, tiesiog pastebėjimai, kaip gali atrodyti astronomo darbas iš šalies, koks jis buvo senovėje ir koks yra dabar.

Kaip „paprastas mirtingasis“ įsivaizduoja astronomo darbą? Jei nepaisysime tų žmonių, kurie neskiria astronomų nuo astrologų ir teleskopų nuo mikroskopų, tai vaizdas turbūt yra toks. Kažkoks truputį keistas žmogelis žvalgosi į žvaigždes, tai pro teleskopą, tai tiesiog galvą užvertęs, kartais kažką pasižymi mįslingų simbolių prirašinėtame sąsiuvinyje, ir dar priedo kartais pasakoja mažiems vaikams ar smalsiems turistams apie tai, kur koks žvaigždynas danguje padėtas. Galbūt požiūrį pernelyg romantizavau, bet neabejoju, kad daug kam atrodo tikrai panašiai. O realybė yra visiškai kitokia.

Taip, kaip aukščiau aprašiau, astronomai darbavosi prieš keletą šimtų metų. Tais laikais nebuvo kompiuterių, nebuvo fotoaparatų ar kitokių detektorių, kurie leistų stebėjimų procesus automatizuoti. Taigi astronomas, dažniausiai su asmeniniu teleskopu, naktį iš nakties stebėdavo kurį nors dangaus lopinėlį, tikėdamasis pamatyti kažką naujo. Nors pirmosios observatorijos, skirtos pirmiausia dangaus tyrimams, buvo pastatytos dar Antikos laikais, Europoje jos pradėjo atsirasti tik Renesanse, XVI a. pabaigoje. Tačiau ir jos nebuvo žymiai geresnės už asmeninius teleskopus. Stebėjimų rezultatai būdavo detaliai aprašomi, o kartais ir nupiešiami, o vėliau perrašomi į laiškus ar knygas. Didžioji dalis rezultatų nebuvo analizuojami, bent jau ne taip, kaip mes dabar suprantame. Jie buvo užfiksuojami ir kartais bandoma mąstyti apie tai, kodėl jie yra tokie, o ne kitokie. Bet matematika ir fizika su astronomija tais laikais turėjo nedaug ką bendro, o ir gaunami duomenys buvo tokie menki, kad detalios analizės atlikti jų nepakako.


1850 m. „ūkų“ piešiniai. Daryti ranka. Jiems gauti prireikė stebėjimų tuo metu didžiausiu teleskopu pasaulyje – 1,8 metro skersmens Korkstauno Leviatanu.

Reikalai ėmė keistis XIX a. pabaigoje. Tada buvo sukurti pirmieji prietaisai, leidžiantys perkelti žvaigždžių šviesą ant popieriaus ar jo pakaitalų. Fotografinės plokštės, fotometrai, spektrografai – visi šie prietaisai leido smarkiai padidinti stebėjimų tikslumą, pašalinant vieną pagrindinių paklaidų šaltinių – žmogų. Taip pat duomenų gavimo procesas gerokai pagreitėjo, nes padaryti nuotrauką užtrunka trumpiau, nei nupiešti kad ir eskizinį piešinį. Šie proceso patobulinimai taip pat reiškė, kad duomenis iš teleskopų buvo galima gauti greičiau, nei vienas žmogus juos spėtų apdoroti. Sparčiai ėmė gausėti astronomų kolaboracijų, atsirado astronominių tyrimų institutai arba tyrimų grupės fizikos institutuose bei fakultetuose. Dažnai tokie nauji institutai kūrėsi šalia teleskopų, toli nuo didelių miestų – pavyzdžiui, Havajuose, Čilėje, Niu Meksike, Kanarų salose…

Tuo metu astronomija išgyveno tikrą atgimimą. Gerėjant duomenų gavimo ir analizės technikai, daugėjant astronomų, mūsų žinios apie Visatą taip pat sparčiai plėtėsi. XX a. pradžioje buvo aptiktos galaktikos už Paukščių Tako ribų, teoriškai numatyta žvaigždžių evoliucijos paskutinė stadija (baltosios nykštukės, neutroninės žvaigždės ir juodosios skylės), į dangų pradėta žiūrėti ne vien regimosios šviesos, bet ir radijo bangų, infraraudonųjų bei ultravioletinių spindulių teleskopais, ir taip toliau. Visgi dar daugelį dešimtmečių šie duomenys buvo analizuojami pieštukais ant popieriaus. Astronomai galėjo naudotis tik savo (ir kolegų) galvomis bei įvairiais žinynais – ar tai būtų matematinės formulės, ar astronominių objektų katalogai.

Viskas pasikeitė, pradėjus plisti kompiuteriams. Nors iš pradžių tai buvo griozdiškos skaičiavimo mašinos, kuriomis norint pasinaudoti reikėdavo laukti eilėje, greitai kompiuteriai tapo neatsiejama mokslininkų darbo dalimi. Superkompiuteriai leido skaitmeniškai modeliuoti Visatos procesus, tikrinant teorijas; asmeniniai kompiuteriai leido žymiai geriau analizuoti turimus duomenis. Panašiai kaip XIX a. pabaigoje, taip ir XX a. antroje pusėje, žmogiškasis klaidų faktorius greitai ir smarkiai sumažėjo, o duomenų analizė – pagreitėjo. Taip pat smarkiai pagreitėjo ir duomenų gavimas, nes kompiuterizacija neaplenkė ir teleskopų. Automatizuotos taikymosi sistemos, automatinis pirminis duomenų apdorojimas, kosminės observatorijos, „įdomių“ objektų paieškos sistemos – visas šis progresas nuolat didina duomenų kiekį, gaunamą iš kosmoso platybių.

Greitėja duomenų analizė, daugėja ir informacijos kiekis, bet pastarasis didėja greičiau, nei mūsų galimybės duomenis apdoroti. Šiuolaikiniai, ypač kosminiai, teleskopai informaciją „pumpuoja“ tokiais greičiais, kad visų pasaulio astrofizikų neužtenka jai analizuoti. Vienas pažįstamas sakė, kad jo vertinimu, maždaug 95% iki šiol gautos astronominės informacijos nėra analizuota, o kokių 70-80% net žmogaus akis nematė. Aišku, dalies tos informacijos matyti žmogaus akiai ir nebūtina – šiuolaikiniai teleskopai duomenis pateikia įmantrioms kompiuterinėms programoms, kurios automatiškai padaro jų pirminę analizę (randa objektus, pašalina nereikalingą tuščią dangaus plotą, apskaičiuoja kai kuriuos reikšmingus dydžius ir pan.). Taigi žmonėms dažnai belieka tik interpretuoti tuos duomenis.

Tokia automatizacija patinka tikrai ne visiems. Kai kurių teleskopų duomenys prieinami tik automatiškai apdoroti, o jei tas apdorojimas nėra visiškai tikslus, gali kilti problemų. Taip pat pasitaiko, kad duomenų apdorojimo sistema neįvertina duomenų statistinio reikšmingumo. Arba gal tyrėjui norisi išbandyti naują apdorojimo algoritmą, bet negavus „žalių“ duomenų, to padaryti neįmanoma. Vis dėlto daugeliu atvejų automatizuotos sistemos labai palengvina ir paspartina darbą, kurį kitu atveju greičiausiai turėtų atlikti doktorantai, nes jų vadovai tikrai tingėtų.

Šiandieniniai astrofizikai jau seniai iškeliavo iš observatorijų ir laboratorijų. Tipinė astrofiziko darbovietė – stalas, nukrautas popieriais, puodeliais ir dūzgiančiu kompiuteriu ar keliais. Prie stalo ant sienos kabo lenta, aprašinėta lygtimis ar šiaip trumpais užrašiukais. Greta stovi lentyna su gausybe knygų ir mokslinių straipsnių. Žodžiu iš pirmo žvilgsnio nelabai skiriasi nuo bet kokio sėdimą darbą dirbančio vadybininko ar pan. darbo vietos. Tiesa, romantika iš darbo neišnykusi; ji tiesiog persikėlė į kitą plotmę. Prieš šimtą metų astronomai žiūrėjo į dangaus stebuklus pro teleskopų objektyvus, o dabar tą patį mato kompiuterių ekranuose. Taip pat kompiuteriuose šokdinami galaktikų modeliai, tiriami tokie dalykai, kurių prieš pusšimtį daugelis net neįsivaizdavo. Ir vis bandoma pažvelgti giliau į Visatos sandarą, suvokti, iš kur viskas atsirado, kaip vystosi ir kaip baigsis (jei baigsis).

Taigi nors astronomai dirba ir kitaip, nei daugelis greičiausiai įsivaizduoja, dėl to šis darbas nepasidaro mažiau įdomus. Gal net priešingai.

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas.