Einstein@Home

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Einstein@Home

Einstein@Home 项目基于 BOINC 平台,设计目的是利用志愿计算的威力来处理分析 LIGOGEO600 采集的海量观测数据,以从中寻找引力波存在的证据。该项目由 威斯康新-密尔沃基大学的 Bruce Allen 教授领导,在美国物理协会的支持下,作为“2005 世界物理年”的活动项目于 2005 年 2 月开始正式运行,已成为 BOINC 平台的主要项目之一,目前项目正在对 LIGO 探测器首次运行在设计精度上所探测到的数据进行处理。

研究背景

爱因斯坦认为,人类生活在一个充满了引力波的宇宙之中,恒星的爆炸,黑洞的碰撞以及其它强烈的宇宙事件制造了引力波,从而可能改变时间和空间。迄今为止,人类还没有探测到这些引力波,这是因为这些十分微小的引力波需要足够灵敏的仪器才能测量到,就好比在地球测量太阳上一个原子的宽度一样困难。随着科技的进步,我们已经拥有了足够灵敏的探测器来观测这些引力波。其中,位于美国的 LIGO 探测器和位于德国的 GEO 600 探测器正在共同探测来自恒星和黑洞的引力波。这个实验需要庞大的数据处理能力,因些 LIGO 小组发起了 Einstein@Home 项目。

如果真探测到引力波,我们将获得一种全新的方法以观测宇宙。更多的项目研究背景请查看 Einstein@Home 的项目背景

Einstein@Home 的屏幕保护图形(S5R3)

数据处理

Einstein@Home 的数据处理分为多个大阶段,对应 LIGO 探测器和 GEO600 探测器在不同阶段探测到的数据。

  1. S3(2005 年 2 月-2005 年 8 月)
  2. S4(2005 年 7 月-2006 年 7 月)
  3. S5(2006 年 6 月至今)

各个大阶段还分为若干个小阶段,如项目当前运行的阶段为 S5R3。

TODO:简述一下处理数据的方法。

关于项目屏幕保护程序的详细说明,请访问 Einstein@Home 的屏幕保护


如何加入项目

该项目基于 BOINC 平台,简要的加入步骤如下(已完成的步骤可直接跳过):

  1. 下载并安装 BOINC 的客户端软件(官方下载页面程序下载
  2. 点击客户端简易视图下的“Add Project”按钮,或高级视图下菜单中的“工具->加入项目”,将显示向导对话框
  3. 点击下一步后在项目列表中找到并单击选中 Einstein@Home 项目(如未显示该项目,则在编辑框中输入项目网址:http://einstein.phys.uwm.edu/ ),然后点击下一步
  4. 输入您可用的电子邮件地址,并设置您在该项目的登录密码(并非您的电子邮件密码)
  5. 再次点击下一步,如项目服务器工作正常(并且有适合自身操作系统的计算程序),即已成功加入项目

更详细的加入方法说明,请访问 BOINC 新手指南BOINC 使用教程

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研究成果

Einstein@Home 项目的最终目的是发现引力波的存在,在此之前,项目在各个研究阶段的结果也已通过报告或论文的形式公开,目前已有:

  1. 项目官方网站上的 S3 阶段初始报告(英文)
  2. 项目官方网站上的 S3 阶段最终报告(英文)
  3. S4 阶段论文(英文)PDF 下载

优化计算程序

项目在 S4 运行阶段时,匈牙利程序员 Akosf Fekete 对项目的官方计算程序进行了汇编层面的优化,引入了对处理器的多媒体扩展指令集(如 SSE、3DNow! 等)的支持,大幅提高了程序的计算速度,也大为加速了项目在该运行阶段的进展。Akosf 的努力得到了项目方的认可,其使用的优化手段之后也被项目方在开发新的计算程序所使用。但考虑到项目研究内容所需的严谨性,计算程序的计算结果必须得到项目方所有成员的认可,在那之后的优化程序均是由项目方自行发布。

Einstein@Home 项目方也为当前运行的 S5R3 阶段提供了优化计算程序,在支持 SSE 指令集的计算机上,使用优化程序后,任务单元的完成时间可以减少 30-50%。详细请见本站论坛中的 Einstein@Home 官方优化计算程序

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