Obróbka danych

Tycho Brache przez całe życie zbierał dane o ruchach planet, a Kepler potrzebował aż dwudziestu lat, żeby na ich podstawie obliczyć orbitę Marsa wokół Słońca. Dziś np. znalezienie orbity nowo poznanej komety wraz z zebraniem danych zajmuje kilka godzin. Obróbka danych obserwacyjnych przy użyciu najlepszej dostępnej techniki nie jest nowością w astronomii, ale obecnie jest to proces zautomatyzowany. Większość danych dostępna już jest w opracowanej formie, tak że otrzymujemy np. krzywą blasku gwiazdy z podstawową statystyką i analizą. Pozostaje porównanie ich z naszym modelem albo korzystanie z danych do "fitowania" modelu. W Internecie dostępne jest nawet specjalistyczne oprogramowanie: żeby uzyskać więcej niż podstawową analizę, można wybrać w tych samych bazach danych potrzebny nam program z instrukcją użycia.

Obecnie praca astrofizyka polega głównie na matematyczno-fizycznym modelowaniu i próbach znalezienia modelu najbardziej odpowiadającego obserwacyjnym danym. Dopiero na tym etapie rozpoczyna się twórczy element i korzystanie z własnych umiejętności.

W astrofizyce, jak w całej fizyce i matematyce, najczęściej używanym narzędziem są stacje robocze pracujące pod Unixem, albo PC. z Linuxem. Stacje SUN, działające pod kontrolą WinNT, też są często stosowane, rzadziej stacje Silicon Graphics. Do bardziej zaawansowanych modeli potrzebne są superkomputery, lecz dostęp do nich jest nieco bardziej skomplikowany - wykonanie większych dynamicznych symulacji w dalszym ciągu pozostaje domeną centrów naukowych.

Biblioteki programów, jak "Mathematical Recipes" (w Fortran i C wersjach), nie ustępują przed "Mathematicą", która sprawdza się w prowadzeniu standardowych rachunków, ale do kreatywnego modelowania zwykle jest potrzebny specyficzny kod, powstały z wielu segmentów. Nie ma ogólnego rozwiązania, każdy model jest dziełem sztuki. Dziś większość programów jest napisana w C, tylko starsze wersje bądź niewielkie dodatki do starych programów są tworzone w Fortranie. Niektóre kody przetrwały nawet dwadzieścia lat, jedynym usprawnieniem jest często wyposażenie ich w okienka. Jest to wygodne, gdyż szybciej i lepiej można za ich pomocą kontrolować sytuację powstałą wskutek zmian parametrów modelu.

W nauce bardzo ważne są diagramy i rysunki. Dlatego używa się wielu programów graficznych, takich jak np. GNUPLOT do prostych i SUPER MONGO do skomplikowanych rysunków. Można je łączyć z tekstem, używając TEX, albo raczej LATEX, który jest dziś standardem stosowanym w czasopismach naukowych.

Niebo w komputerze

Astrologicznym przebojem zeszłego roku było zdjęcie pt. "Głębokie pole HST" - rezultat dziesięciu nocy (i dni!) rejestrowania światła na fragmencie nieba o rozmiarach 2 x 2 minuty łuku, na którym gołym okiem nie można zobaczyć niczego. Większość sfotografowanych obiektów to galaktyki, których na reprodukcji o dobrej rozdzielczości jest ok. trzech tysięcy. Zdjęcie to będzie poddane analizie naukowców, ale fakt, że można je podziwiać w Internecie, a nie tylko na papierze, czyni nasz komputer częścią najlepszego dziś teleskopu .

Miljenko Cemeljic jest doktorantem fizyki PAN i pracownikiem Centrum Astronomicznego Mikołaja Kopernika w Warszawie.