Einstein@Home

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Youth讨论 | 贡献2009年5月26日 (二) 13:04的版本 数据处理
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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,现已成为 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。

此外,Einstein@Home 于 2009 年 3 月正式启动了一个新的子项目,其目的主要是从阿雷西博天文台采集到的射电数据中寻找之前未发现过的脉冲星,关于该子项目的详细情况请看 Arecibo Binary Pulsar Search

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 的项目进行分为多个大的阶段,对应 LIGO 探测器和 GEO600 探测器的不同运行阶段,阶段的前后更替即表示探测数据的精度由低到高和数据处理分析方法的相应改进。目前项目所处的 S5 阶段,所处理的数据来源于 LIGO 探测器在设计精度上所探测到到的数据。各个大阶段一般还分为若干个小阶段,如 S4R2、S5R3 等。

  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)

本项目提供了屏幕保护程序,且显示的内容与计算内容直接相关,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

本站推荐您加入 Team China 团队,请访问项目官方网站的 团队检索页面,搜索(Search)并进入 Team China 的团队页面,点击页面中的 Join 并输入用户登录信息即可加入!

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 项目方也为之后的 S5R3 和 S5R4 阶段提供了优化计算程序,在近年来主流配置的计算机上使用这些优化程序后,任务单元的完成时间均有较大幅度的减少。

为进一步方便志愿者使用优化计算程序,从 S5R5 开始,项目方直接将优化程序版本包含在了官方程序中,该程序会自动根据计算机处理器的类型使用相应版本的优化程序,不需要志愿者任何手工操作,即可以最大效率进行计算工作。

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