ในบางแง่มุมของดาราศาสตร์นั้นมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เราถ่ายรูปดูว่าพวกเขาเปลี่ยนไปอย่างไร เราแบ่งแสงเป็นสีต่างๆมองหาการปล่อยและการดูดซับ ความจริงที่ว่าเราสามารถทำได้เร็วขึ้นและไกลออกไปได้ปฏิวัติความเข้าใจของเรา แต่ไม่ใช่วิธีการพื้นฐาน
แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้สนามเริ่มเปลี่ยนไป วันของนักดาราศาสตร์คนเดียวที่ช่องมองภาพหายไปแล้ว ข้อมูลถูกนำมาเร็วกว่าที่สามารถประมวลผลจัดเก็บด้วยวิธีที่เข้าถึงได้ง่ายและทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติจำนวนมากทำงานร่วมกัน ในการประชุมนักดาราศาสตร์ระหว่างประเทศเมื่อเร็ว ๆ นี้ที่รีโอเดจาเนโรนักดาราศาสตร์เรย์นอร์ริสแห่งองค์การวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมแห่งเครือจักรภพออสเตรเลีย (CSIRO) กล่าวถึงการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ว่าพวกเขาจะไปได้ไกลแค่ไหน
หอดูดาว
หนึ่งในวิธีที่นักดาราศาสตร์เปลี่ยนสนามมาเป็นเวลานานโดยการรวบรวมแสงให้มากขึ้น สิ่งนี้จำเป็นต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีพลังในการรวบรวมแสงได้มากกว่าและต่อมาก็มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางที่ใหญ่ขึ้น กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่เหล่านี้ยังให้ประโยชน์ของความละเอียดที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อให้ได้ประโยชน์ที่ชัดเจน ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์ในขั้นตอนการวางแผนจึงมีชื่อที่บ่งบอกถึงขนาดอันยิ่งใหญ่ ESO ของ "กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่อย่าง Whelmingly" (OWL), "Extremely Large Array" (ELA) และ "Square Kilometer Array" (SKA) ล้วนเป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ที่มีราคาหลายพันล้านดอลลาร์และเกี่ยวข้องกับทรัพยากรจากหลายประเทศ
แต่ขนาดก็เพิ่มขึ้นเช่นกันต้นทุนก็เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่เศรษฐกิจถดถอยทั่วโลก Norris กล่าวว่า“ ในการสร้างกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ขึ้นในเวลายี่สิบปีจะต้องเสียค่าใช้จ่ายส่วนสำคัญของความมั่งคั่งของประเทศและไม่น่าเป็นไปได้ว่าประเทศหรือกลุ่มประเทศใดจะกำหนดลำดับความสำคัญสูงทางดาราศาสตร์ในการระดมทุนเครื่องดนตรีเช่นนี้ ดังนั้นดาราศาสตร์อาจมีขนาดเท่ากล้องโทรทรรศน์สูงสุดที่สามารถสร้างขึ้นได้อย่างสมเหตุสมผล”
ดังนั้นแทนที่จะตรึงพลังงานและความละเอียดในการรวบรวมแสงนอร์ริสชี้ให้เห็นว่านักดาราศาสตร์จะต้องสำรวจพื้นที่ใหม่ของการค้นพบที่มีศักยภาพ ในอดีตมีการค้นพบครั้งใหญ่ในลักษณะนี้ การค้นพบ Gamma-Ray Bursts เกิดขึ้นเมื่อระบอบการสังเกตของเราถูกขยายเข้าสู่ช่วงพลังงานสูง อย่างไรก็ตามช่วงสเปกตรัมนั้นครอบคลุมค่อนข้างดีในปัจจุบัน แต่โดเมนอื่น ๆ ยังคงมีศักยภาพในการสำรวจขนาดใหญ่ ยกตัวอย่างเช่นเมื่อพัฒนา CCDs เวลาในการเปิดรับแสงของภาพจะสั้นลงและค้นพบดาวแปรแสงใหม่ ระยะเวลาที่สั้นลงแม้ได้สร้างเขตข้อมูลของ asteroseismology ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเครื่องตรวจจับขอบเขตที่ต่ำกว่านี้สามารถผลักดันให้ไกลยิ่งขึ้น ในอีกด้านหนึ่งการซ้อนภาพเป็นระยะเวลานานทำให้นักดาราศาสตร์สามารถสำรวจประวัติศาสตร์ของวัตถุเดี่ยวโดยละเอียดยิ่งขึ้นกว่าเดิม
การเข้าถึงข้อมูล
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้รับการผลักดันโดยโปรแกรมสำรวจขนาดใหญ่เช่นการสำรวจท้องฟ้า 2 ไมครอน (2MASS) และการสำรวจอัตโนมัติทั้งหมดของท้องฟ้า (ASAS) (เพียงเพื่อตั้งชื่อการสำรวจขนาดใหญ่จำนวนสองครั้ง) ด้วยร้านค้าขนาดใหญ่ของข้อมูลที่รวบรวมไว้ล่วงหน้าเหล่านี้นักดาราศาสตร์สามารถเข้าถึงข้อมูลทางดาราศาสตร์ในรูปแบบใหม่ แทนที่จะเสนอเวลาของกล้องโทรทรรศน์และหวังว่าโครงการของพวกเขาจะได้รับการอนุมัตินักดาราศาสตร์ก็สามารถเข้าถึงและเพิ่มการเข้าถึงข้อมูลได้อย่างอิสระ Norris เสนอว่าหากแนวโน้มนี้ยังคงดำเนินต่อไปนักดาราศาสตร์รุ่นต่อไปอาจทำงานในปริมาณมหาศาลโดยไม่ต้องไปที่หอดูดาวหรือวางแผนการสำรวจ แต่ข้อมูลจะถูกคัดออกจากแหล่งข้อมูลเช่นหอดูดาวเสมือน
แน่นอนว่ายังคงมีความต้องการข้อมูลที่ลึกกว่าและพิเศษกว่า ในแง่นี้หอสังเกตการณ์ทางกายภาพจะยังคงเห็นประโยชน์ ข้อมูลส่วนใหญ่ที่นำมาจากการสังเกตการณ์ที่เป็นเป้าหมายแม้จะถูกนำมาใช้ก็กลายเป็นสาธารณสมบัติทางดาราศาสตร์ ในขณะที่ทีมที่ออกแบบโครงการยังคงได้รับข้อมูลเป็นครั้งแรกหอสังเกตการณ์หลายแห่งจะปล่อยข้อมูลให้ใช้งานฟรีหลังจากเวลาที่กำหนด ในหลายกรณีสิ่งนี้นำไปสู่ทีมอื่นเก็บข้อมูลและค้นหาสิ่งที่ทีมดั้งเดิมพลาดไป Norris กล่าวว่า“ การค้นพบทางดาราศาสตร์เกิดขึ้นมากมายหลังจากที่มีการเผยแพร่ข้อมูลไปยังกลุ่มอื่น ๆ ซึ่งสามารถเพิ่มมูลค่าให้กับข้อมูลโดยการรวมเข้ากับข้อมูลแบบจำลองหรือแนวคิดที่อาจไม่สามารถเข้าถึงนักออกแบบเครื่องมือได้”
เนลสันจึงแนะนำให้นักดาราศาสตร์สนับสนุนข้อมูลด้วยวิธีนี้ บ่อยครั้งที่อาชีพการวิจัยสร้างขึ้นจากจำนวนสิ่งพิมพ์ อย่างไรก็ตามวิธีนี้จะเสี่ยงต่อการลงโทษผู้ที่ใช้เวลาจำนวนมากในโครงการเดียวซึ่งผลิตสิ่งพิมพ์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น แทนเนลสันแนะนำระบบที่นักดาราศาสตร์จะได้รับการยอมรับจากจำนวนข้อมูลที่พวกเขาได้ช่วยเผยแพร่สู่ชุมชนเพราะมันจะเพิ่มความรู้โดยรวม
การประมวลผลข้อมูล
เนื่องจากมีแนวโน้มที่ชัดเจนต่อการรับข้อมูลอัตโนมัติจึงค่อนข้างเป็นธรรมชาติที่การประมวลผลข้อมูลเริ่มต้นส่วนใหญ่ก็สามารถทำได้เช่นกัน ก่อนที่ภาพจะเหมาะสำหรับการวิจัยทางดาราศาสตร์ภาพจะต้องได้รับการทำความสะอาดเพื่อให้ได้เสียงและการปรับเทียบ เทคนิคจำนวนมากต้องการการประมวลผลเพิ่มเติมที่มักจะน่าเบื่อ ตัวฉันเองเคยมีประสบการณ์ในการฝึกงานช่วงฤดูร้อนสิบสัปดาห์ที่ฉันเข้าร่วมเกี่ยวข้องกับงานที่ทำซ้ำ ๆ ของโปรไฟล์ที่เหมาะสมไปยังฟังก์ชั่นกระจายจุดของดาวสำหรับภาพหลายสิบภาพจากนั้นก็ปฏิเสธดาวที่มีข้อบกพร่องด้วยตนเอง อยู่ใกล้ขอบของกรอบมากเกินไปและตัดบางส่วนออก)
แม้ว่านี่จะเป็นประสบการณ์ที่มีค่าที่จะสอนให้นักดาราศาสตร์รุ่นใหม่ให้เหตุผลเกี่ยวกับกระบวนการ แต่มันก็สามารถเร่งความเร็วได้โดยกิจวัตรอัตโนมัติ อันที่จริงนักดาราศาสตร์หลายเทคนิคที่ใช้สำหรับงานเหล่านี้เป็นสิ่งที่พวกเขาเรียนรู้ในช่วงต้นอาชีพและอาจล้าสมัย ดังนั้นโปรแกรมประมวลผลอัตโนมัติสามารถตั้งโปรแกรมให้ใช้แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดในปัจจุบันเพื่อให้ได้ข้อมูลที่ดีที่สุด
แต่วิธีนี้ไม่ได้โดยไม่มีอันตรายของตัวเอง ในกรณีดังกล่าวการค้นพบใหม่อาจจะหมดลง ผลลัพธ์ที่ผิดปกติอย่างมีนัยสำคัญอาจถูกตีความโดยอัลกอริทึมว่าเป็นข้อบกพร่องในเครื่องมือวัดหรือการตีด้วยรังสีแกมม่าและถูกปฏิเสธแทนที่จะระบุว่าเป็นเหตุการณ์ใหม่ที่รับประกันว่าจะได้รับการพิจารณาต่อ นอกจากนี้เทคนิคการประมวลผลภาพยังคงมีสิ่งประดิษฐ์จากเทคนิคเอง หากนักดาราศาสตร์ไม่คุ้นเคยกับเทคนิคและข้อผิดพลาดอย่างน้อยพวกเขาก็อาจตีความผลลัพธ์เทียมเป็นการค้นพบ
การขุดข้อมูล
ด้วยการเพิ่มขึ้นของข้อมูลจำนวนมหาศาลนักดาราศาสตร์จะต้องใช้เครื่องมือใหม่ในการสำรวจ มีความพยายามติดแท็กข้อมูลด้วยตัวระบุที่เหมาะสมกับโปรแกรมเช่น Galaxy Zoo เมื่อประมวลผลและจัดเรียงข้อมูลดังกล่าวแล้วนักดาราศาสตร์จะสามารถเปรียบเทียบวัตถุที่น่าสนใจในคอมพิวเตอร์ของพวกเขาได้อย่างรวดเร็วในขณะที่ก่อนหน้านี้จะมีการวางแผนการสำรวจ ดังที่ Norris อธิบาย“ ความเชี่ยวชาญที่ตอนนี้ไปสู่การวางแผนการสังเกตการณ์จะมุ่งเน้นไปที่การวางแผนโจมตีฐานข้อมูลแทน” ระหว่างการเรียนการสอนระดับปริญญาตรีของฉัน (สิ้นสุดปี 2008 ดังนั้นเมื่อเร็ว ๆ นี้) สาขาวิชาดาราศาสตร์จำเป็นต้องเรียนวิชาเดียวในการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ หากการคาดการณ์ของ Norris ถูกต้องหลักสูตรที่นักเรียนอย่างฉันใช้ในเทคนิคการสังเกตการณ์ (ซึ่งยังคงมีงานบางส่วนที่เกี่ยวข้องกับการถ่ายภาพภาพยนตร์) น่าจะถูกแทนที่ด้วยการเขียนโปรแกรมมากขึ้นรวมถึงการจัดการฐานข้อมูล
นักดาราศาสตร์จะสามารถเปรียบเทียบประชากรของวัตถุบนสเกลได้อย่างรวดเร็วอย่างที่ไม่เคยเห็นมาก่อน นอกจากนี้ด้วยการเข้าถึงการสังเกตจากหลาย ๆ ความยาวคลื่นอย่างง่ายดายพวกเขาจะสามารถเข้าใจวัตถุได้อย่างครอบคลุมมากขึ้น ปัจจุบันนักดาราศาสตร์มีแนวโน้มที่จะมีสมาธิในช่วงสเปกตรัมหนึ่งหรือสองช่วง แต่ด้วยการเข้าถึงข้อมูลที่มากขึ้นสิ่งนี้จะบังคับให้นักดาราศาสตร์กระจายความเสี่ยงเพิ่มเติมหรือทำงานร่วมกัน
สรุปผลการวิจัย
ด้วยศักยภาพทั้งหมดสำหรับความก้าวหน้านอร์ริสสรุปว่าเราอาจเข้าสู่ยุคทองยุคใหม่ของดาราศาสตร์ การค้นพบจะมาเร็วกว่าที่เคยเนื่องจากข้อมูลพร้อมใช้งาน เขาคาดการณ์ว่าผู้สมัครระดับปริญญาเอกจะทำการวิจัยที่ทันสมัยหลังจากเริ่มโปรแกรมของพวกเขา ฉันถามว่าทำไมนักศึกษาระดับปริญญาตรีขั้นสูงและคนธรรมดาที่ได้รับแจ้งก็ไม่ได้เช่นกัน
ทว่าการเข้าถึงข้อมูลได้ง่ายจะดึงดูด crackpots ได้เช่นกัน แล้วการฉ้อโกงวารสารไร้ฝูงจับกลุ่มมองหาคำพูดเพื่อเหมือง มันจะเลวร้ายยิ่งกว่านั้นเมื่อพวกเขาสามารถชี้ไปที่แหล่งข้อมูลและการวิเคราะห์ที่แปลกประหลาดของพวกเขาเพื่อปรับเรื่องไร้สาระของพวกเขา? เพื่อต่อสู้กับสิ่งนี้นักดาราศาสตร์ (ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ทุกคน) จะต้องปรับปรุงโปรแกรมการเผยแพร่สู่สาธารณะของพวกเขาและเตรียมความพร้อมสู่สาธารณะสำหรับการค้นพบที่จะเกิดขึ้น
