Nghìn con mắt săm soi vũ trụ pps

95 Tuyn Physics World 2008 | © hiepkhachquay Nghìn con mt săm soi vũ tr Chỉ hơn một năm, dự án online Galaxy Zoo được thành lập. Hai trong số những người sáng lập ra nó, Chris Lintott và Kate Land, phản ánh câu chuyện về một trong những dự án thiên văn học sáng tạo nhất ở ngoài kia. Ngành thiên văn vt lí hin i là mt th gii b thng tr bi nhng ài quan sát ln, cho dù là nó là Kính thiên văn Rt ln  sa mc Atacama  Chile hay Kính thiên văn vũ tr Hubble ang quay trên qu o xung quanh Trái t. Vic truy cp n nhng t hp này ưc công nhn ch là kt qu ca s cnh tranh khc lit gia các nhà thiên văn hc, mi ngưi trong s h s mt hàng năm tri  ly bng cp u tiên và mt mnh bng tin sĩ ch là trò chơi. Trong th gii t nh ca nghiên cu khoa hc hin i, có th tht là bt ng khi d án ca chúng tôi, Galaxy Zoo, ang to ra sn phNm khoa hc t công trình ca hàng trăm nghìn ngưi dùng web. Săm soi bu tri Tt nhiên, s tham gia ca ông o mi ngưi trong khoa hc chng là iu gì mi m. Bt chp hàng lot kính thiên văn nguy nga ang dc ngang dàn trn trên khp a cu, các nhà thiên văn hc nghip dư vn tip tc óng góp trong các năm ã qua: phát hin ra các sao chi, các tiu hành tinh và, gn ây nht và áng chú ý nht, các hành tinh ngoài h Mt tri. Theo dõi các ám mây ang xoáy tít ca Mc tinh hay  sáng bin thiên ca các sao bin quang cũng là 96 http://www.thuvienvatly.info | © hiepkhachquay mt công vic i vi các nhà nghip dư, vì h không phi ăng kí thi gian quan sát  tin hành công vic. H tin hành nghiên cu ca mình vi nhiu cng hin như bt kì nhà chuyên nghip nào, b hàng gi dài ngm vào th kính và i n các a im quan sát tt hơn trong thi gian rãnh ri ca h vi hi vng bt ưc nhng s kin thiên văn c bit. Vào cui thp niên 1990, mt loi thiên văn hc nghip dư khác ã xut hin không yêu cu nhng bu tri trong veo và mt chic kính thiên văn, mà thay vào ó ch là mt kt ni internet. SETI@home, thành lp năm 1999, là d án u tiên trong s mt th h các chương trình ưa vào s dng thi gian nhãn ri ca máy tính ca ngưi dùng bng cách khai thác screensaver ca hàng triu k hăm h tìm kim nn văn minh ngoài Trái t. Chương trình ã phân tích d liu thu thp bi kính thiên văn vô tuyn khng l Arecibo  Puerto Rico, sàng lc ra nhng tn s tìm nhng tín hiu có th  xut mt trí thông minh. Không có nn văn minh nào ưc tìm thy, nhưng ý tưng ã ny sinh, và nhiu d án tương t sau ó – như Folding@home (protein gp np) hay ClimatePrediction.net (mô phng s m lên toàn cu), nhiu lm nhưng ch k hai thôi. Trong khi nhng d án này ã ni ting, thì vic tham gia vào chúng v cơ bn là mt quá trình th ng. Mt b d án th hai, i tiên phong là Stardust@Home, òi hi ít sáng kin hơn và ít thi gian ca bn hơn.Ý tưng ng sau d án Stardust@Home là cho các tình nguyn viên sp xp các bc nh t các mu thu thp bi tàu vũ tr Stardust và nhn ra các ht bi nh xíu gia các sao va chm nhau. Mt d án khác như th vi mt nh dng tương t, ClickWorkers, yêu cu công chúng phân loi các ming h và các c im khác ly t mt b sưu tp các bc nh chp bi các s mnh sao Ha ca NASA. Cơ s chung ca nhng d án này là chúng khai thác b não ca con ngưi là mt công c nhn dng mu y sc mnh, và mt con ngưi – bt chp các tin b trong các h thng t ng – vn có th làm vic tt hơn mt máy vi tính. Galaxy Zoo thuc loi mi nht, và nay là ln nht, trong s các công trình như th. Vic thành lp sáng kin ch mi ưc công b cách ây mt năm, vi mt mu chuyn tin tc sơ lưc trên chương trình Today ca BBC Radio 4. Các thính gi ca Today, và nhng ai nghe theo h, ưc yêu cu online trong thi gian nhàn ri ca h và giúp phân loi gn mt triu thiên hà theo hình dng ca chúng và, nu có th, hưng quay ca chúng – công vic thc hin i vi con ngưi d hơn nhiu so vi s dng s ghi nhn mu vi tính hóa. n tháng 7 năm nay, gn 150.000 nhà thiên văn nghip dư ã ưa ra hơn 50 triu phân loi, cho phép chúng tôi tin hành nghiên cu khoa hc nu không s không th thc hin ưc. Như mt h qu, chúng tôi ã ưa bn bài báo khoa hc ra công b, vi hai bài u tiên ã ưc t Monthly otices of the Royal Astronomy (MNRAS) chp thun. Vi nhiu kt qu hơn na ang trin khai, ã có các kính thiên 97 Tuyn Physics World 2008 | © hiepkhachquay văn sn sàng cho nghiên cu tip theo, k c chính kính thiên văn Hubble, và mt phiên bn th hai ca website ang trong quá trình th nghim. D án ã thành công chưa tng thy. Giao din ơn gin (hình trên cùng) làm cho công vic d dàng i vi bt kì tình nguyn viên Galaxy Zoo nào. Trưc tiên, h phi quyt nh xem thiên hà trên màn hình là (a) xon c hay (b) elip. Sau ó, nu bu chn cho xon c, tình nguyn viên phi quyt nh xem chuyn ng quay ca thiên hà là (c) theo chiu kim ng h hay (d) ngưc chiu kim ng h. Ngoài các thiên hà, mt s hin tưng khác có th xut hin, như (e) các sao hay (f) các vt v tinh. Bn mun chy th nghim, hãy ving trang galaxyzoo.org/tutorial.aspx. Một loại vườn thú khác Galaxy Zoo ã làm phát sinh công trình nghiên cu ti trưng i hc Oxford  Anh bi mt ngưi trong s chúng tôi (CJL) cùng vi Kevin Schawinski, bây gi là mt nghiên cu sinh hu tin sĩ ti trưng i hc Yale ti Mĩ. Schawinski, trong khi làm vic cho DPhil, ã nghiên cu các c im ni tri ca mt b thiên hà elip ã phát hin qua vic sp xp 50.000 nh chp thiên hà cung cp bi kính thiên văn t ng Sloan Digital Sky Survey (SDSS)  New Mexico. 98 http://www.thuvienvatly.info | © hiepkhachquay Trưc ây, a s các nhà thiên văn ã chn ra các thiên hà elip t SDSS bng cách s dng nhiu y nhim cho hình dng, vi iu kin như màu sc, kiu mt  hay c trưng ph là ph bin nht. Tuy nhiên, Schawinski nhn thy các phương pháp này loi tr mt mt b phn nh các thiên hà elip quan trng ang chu s hình thành sao. Phát hin ca Schawinski ã thách thc hình nh truyn thng ca các thiên hà elip là “già nua,  thm và cht chóc”. Các a im ca s hình thành sao mi ây trong bt kì thiên hà nào ưc ánh du bi s có mt ca nhng ngôi sao màu xanh tr, nng – nghĩ ti các cánh tay xon c ca mt thiên hà xon c như Di Ngân hà. S vng mt ca nhng ngôi sao màu xanh này trong các thiên hà elip cho chúng ta bit rng a s, nu không phi tt c, các thiên hà này t lâu trong quá kh ã t cc i ca s hình thành sao ca chúng. Bng vic nhìn vào b phn phá v quy lut này, Schawinski và CJL hi vng làm sáng t các quá trình chi phi s hình thành ca tt c các thiên hà xon c. Du vy, vn  tr nên rõ ràng là công trình chúng tôi mun thc hin s cn nhiu mu các thiên hà hơn s lưng chúng tôi có trong tay. c bit, Schawinski ã tp trung vào mt lát mng ca vũ tr. Mt mu cc b hơn là cn thit  cung cp mc tiêu cho các kính thiên văn có th nhìn thy cht khí phân t xut hin cùng vi s hình thành sao. iu ó nghĩa là ln ngưc tr li nhng bc nh ban u và phân loi nhiu thêm thiên hà na. Khong thi gian này, mt trong s chúng tôi (KL) và mt nhà vũ tr hc Oxford khác, Anze Slosar, ang xem xét các kt qu công b bi Michael Longo thuc trưng i hc Michigan  Mĩ. Longo ã xem xét mt vài nghìn thiên hà xon c và khng nh có mt xu hưng ưu tiên cho s quay ca các thiên hà xon c trong SDSS. Các thiên hà có v có xu hưng quay xung quanh mt trc chung dưng như thng hàng vi hưng ging như “trc ma qu” – mt hình nh hp dn không ngu nhiên ca các m nóng và lnh trong nn vi sóng vũ tr - mà KL ã phát hin hi năm 2006. Kt qu này hơi khó chp nhn vì nó ng ý mt hưng ưu tiên không trông i trong vũ tr cc b. KL và Slosar vì th ã tp trung vào nhim v này vi nhiu phân tích thêm, bao gm vic thu thp hưng quay quan sát ưc ca hàng chc nghìn thiên hà xon c. Không cn phi vn dng trí tu phc tp mi nhn ra rng hai vn  ó có th gii phóng bng cùng mt gii pháp: xây dng mt website  ưa mu SDSS online và mi công chúng kho sát các nh chp. Mt i nòng ct nhanh chóng ưc tuyn la, gm Bob Nichol, Daniel Thomas và (sau này) Steven Bamford, c ba u n t trưng i hc Portsmouth  Anh. Nichol là mt ngưi trong i ã giúp xây dng SDSS, và ông ã mang theo Alex Szalay n t 99 Tuyn Physics World 2008 | © hiepkhachquay trưng i hc Johns Hopkins  Mĩ và các tài nguyên ca khoa in toán ca trưng này, chúng t ra tht quan trng. Không có ngân qu, site ã ưc xây dng bi các tình nguyn viên Phil Murray thuc Fingerprint Digital Media  Belfast và Dan Andreescu, bây gi thuc Linklab  New York. Vào ngày thành lp, 12/07/2007, chúng tôi ã gia nhp thêm chuyên gia Jordan Raddick, cũng  trưng Johns Hopkins. Cùng vi vic xây dng và ưa d án vào online, i nghiên cu còn phi thưng làm vic t xa – không nhng toàn b i nghiên cu cho n nay chưa gp nhau ti cùng mt nơi, mà cái hay nht trong s hiu bit ca chúng tôi là không mt ngưi nào tng gp tt c chúng tôi. Site ưc gi cho rt ơn gin, vi hi vng thu ưc càng nhiu d liu t nhiu ngưi càng tt. Các thiên hà ưc phân tách bng phn mm t ng ca SDSS và sau ó, i vi tng nh, mt tình nguyn viên ưc hi xem thiên hà ó là xon c hay elip. Nu nó là mt thiên hà xon c, thì các tình nguyn viên ưc hi xem h có th phân bit hưng ca các cánh tay xon c không. Ngoài ra, còn có các la chn “sao/không bit” và liên kt. Mc tiêu khoa hc cơ bn là thu ưc mt danh mc ln ca các thiên hà ưc phân loi bi hình thái hc ơn gin, tc là elip hay xon c. D án còn tìm cách kim tra các kt qu ca Longo và thu ưc mt danh mc các hưng quay thiên hà s kho sát các mi tương quan kh dĩ gia mômen ng lưng ca các thiên hà láng ging, như tiên oán bi mt s lí thuyt ca s hình thành cu trúc. Voorwerp và các hướng ưu tiên Mt khi thành lp, website Galaxy Zoo nhanh chóng thu hút mt t thác chú ý t phía công chúng và các phương tin truyn thông tương t. Mt mu chuyn v nó trên website BBC News nhanh chóng tr thành mt trong nhng câu chuyn ưc email nhiu nht trong ngày hôm ó và lưu lưng ban u như th nht thi làm cho server Galaxy Zoo tc nghn theo kiu thm hi nht không th tưng tưng ni. Nh s làm vic ct lc ca i ngũ kĩ thut, chúng tôi nhanh chóng tr li online và thu ưc lưu lưng hơn 70.000 phân loi trong mt gi. Con s này có nghĩa là mt triu truy cp mà i nghiên cu ban u hi vng ã t ưc ch trong vài ngày. Vào cui tháng 11/2007, mi thiên hà trong mu ã ưc quan sát bi trung bình 40 ngưi; mt t l tín-hiu-so-vi-nhiu mà i nghiên cu ch nm mơ mi t ưc. Vi nhiu phân loi c lp nhau cho hình thái hc ca tng thiên hà, nh ó chúng tôi ã thu ưc mt sai s thng kê cho tng thiên hà – mt thun li vô song i vi loi d án này. Khong mt phn ba trong s gn 900.000 thiên hà online, hơn 80% mi ngưi ng ý vi nhau v hình thái. T b phn ó ca mu, khong 63% thiên hà ưc tìm thy là elip và 34% xon c. So sánh vi các mu hn ch do các chuyên gia phân loi cho thy các kt qu phù hp tuyt vi, mc dù phân loi ca Galaxy Zoo ln hơn áng k so vi bt kì d án nào tng tn ti. Các rc ri 100 http://www.thuvienvatly.info | © hiepkhachquay vi nhng tình nguyn viên tâm a xu d dàng gim bt bng cách ch cho phép mi ngưi dùng ch mt ln bình chn cho mi thiên hà, làm hn ch tác ng mà mt cá nhân có th có trên các kt qu. “Voorwerp” là cái ni danh trong Galaxy Zoo. ưc phát hin bi mt thy giáo trung hc ngưi Hà Lan, vt th l ã thu ưc s chú ý rng rãi do s biu hin bt thưng ca nó. Các nhà khoa hc tin rng vt th ó là mt ám mây khí b ion hóa cao  làm phn x ánh sáng ra khi mt lõi thiên hà hot ng lân cn. Trong khi d án ban u ã có mt vài mc tiêu khoa hc xác nh, thì luôn luôn rõ ràng là nhiu nghiên cu khác na có th xut hin t các kt qu. Ví d, khi các nh chp ưc xem xét ln u tiên, luôn có cơ hi phát hin các hin tưng l, như các s kin thu kính hp dn, sao siêu mi và các vt th bt thưng khác. Tht vy, hóa ra có nhiu mc tiêu hơn ban u d tính. iu này thu hút s chú ý ca hàng tá các nhóm nghiên cu c lp yêu cu truy cp và làm phát sinh nhiu d án spin-off a dng. Bill Keel thuc trưng i hc Alabama, ngưi hin nay là mt thành viên ca i Galaxy Zoo, ã xut hin trên din àn ca chúng tôi yêu cu ngưi dùng  mt ti các thiên hà có v chng ln lên nhau. Nhng cp trùng khp ngu nhiên này có th dùng  lp bn  chính xác s phân b bi trong vùng gn nht ca hai h, và Keel hin nay ã có mt danh sách các ng c viên dài hơn chng 20 ln so vi danh sách ông ã bt u nghiên cu. 101 Tuyn Physics World 2008 | © hiepkhachquay Mt s vt th riêng l cũng thu ưc rt nhiu s chú ý; ni ting nht trong s này là Voorwerp (ting Hà Lan, nghĩa là “vt”), do ngưi thy giáo trung hc ngưi Hà Lan Hanny van Arkle phát hin. Các quan sát vi nhóm Isaac Newton ca các kính thiên văn trên qun o Canary (do Peter Herbert và Matt Jarvis n t trưng i hc Hertfordshire) và Dan Smith (n t trưng i hc Liverpool John Moores) và vi mt kính thiên văn ti ài quan sát Lick  Mĩ (Nicola Bennert n t trưng i hc California Riverside) ã ưa chúng tôi n kt lun rng vt th này gm mt cht khí b ion hóa cao. Vi không có ngun rõ ràng nào ca s ion hóa có mt trong Voorwerp, hay trong thiên hà lân cn, chúng tôi tin rng nó phi có ngun gc t mt ting vng ánh sáng – s phn x ca ánh sáng khi lõi hot ng trong thiên hà ng hành ca Voorwerp cách nay chng 40.000 năm. Nu như chúng tôi úng, thì s phn x khi nhng phn khác nhau ca Voorwerp ghi li hành trng ca l en ti nhng thi im khác nhau, cho nên lch s kt thúc ca l en phơi bày trên nn tri cho chúng ta xem xét. Trong s các thiên hà xon c, chng 36% có khuynh hưng thun ca chúng ưc nhn dng,  mc  phù hp 80%, mang li mt danh mc 35.000 thiên hà kho sát có tính thun bt thưng. Khá bt ng, các kt qu ban u ca nghiên cu này cho thy có nhiu thiên hà quay ngưc chiu kim ng h hơn các thiên hà quay theo chiu kim ng h (so vi hưng nhìn). Cho dù ch bao quát mt phn bu tri (SDSS bao quát chng mt phn tư bu tri), nhưng kt qu này t ra phù hp vi kt qu ca mt hưng ưu tiên.  kim tra kt qu, chúng tôi ã ưa các bc nh i chiu ca hàng nghìn thiên hà vào d liu mu  theo dõi bt kì s lch nào trong các kt qu. Phép kim tra này không xác nhn kt qu ban u, nó xác nhn s tn ti ca nhng xu hưng rt tinh vi trong iu tra ban u. Hiu ng lch này hoàn toàn gii thích cho s không bng gia s lưng m ưc ca các thiên hà ang quay theo chiu kim ng h và ngưc chiu kim ng h, và nhng kt qu này bây gi ưc công b trên t MRAS (388 1686). Ngun gc ca hiu ng nghiêng v mt phía này vn chưa rõ ràng và có th do thit k ca site và s sp xp ca các nút nhn hay, có kh năng, nó là mt hiu ng mang tính con ngưi. ền khoa học công dân Mt trong nhng khía cnh áng giá và thành công nht ca Galaxy Zoo là sc mnh ca nó vi tư cách mt d án vưt tri. Chúng tôi nhn ưc phn hi t nhng tình nguyn viên cung nhit, vi cm giác át tri rng ngưi ta yêu thích thiên văn hc và hào hng n mc khó tin tham gia vào mt d án khoa hc tht s. Mt c im hp dn khác ca d án là nhng thiên hà này úng là chưa bao gi ưc xem xét trưc ây vi mt ngưi, cho nên ngưi ta tht s cm thy h ang h tr nhng óng góp nguyên gc và c nht vô nh. 102 http://www.thuvienvatly.info | © hiepkhachquay Thot u, chúng tôi ã c gng gi li tt c email, câu hi và truy vn v site và thiên văn hc nói chung mà chúng tôi nhn ưc. Nhưng vi lưu lưng hàng nghìn email mi gi, chúng tôi không th gi  không gian. Cho nên, thay vào ó, chúng tôi ã thành lp mt din àn web trong ó các “Zooite” có th chia s kinh nghim, hình nh và kin thc ca h, và trong ó các “Zookeepers” có th tr li chung các câu hi và cp nht cho tình nguyn viên nhng tin tc quan trng. Mt s box trưng bày hình nh ca nhng thiên hà kì l nht và tuyt vi nht, còn nhng bài vit khác là tình nguyn viên t dy cho nhau v ph thiên hà! Do mod Alice Sheppard qun lí, có th nói các Zooite s dng din àn bây gi ã hình thành nên mt cng ng tht s. H thưng xuyên gp g ti nhng bui hi tho thiên văn hc nghip dư, các chuyn i nhóm có sp xp, vi mt s ngưi n t bên kia i dương. H còn có cơ hi gp g mt s i nghiên cu khoa hc Galaxy Zoo. Trong sut d án, chúng tôi ã nhn thc sâu sc rng quá trình khoa hc rõ ràng ã ưc sáng t và gii thích, và rng các tình nguyn viên ã và ang duy trì cho n nay vi cách thc d án ang trin khai.  làm như vy, chúng tôi ã thit lp mt blog trong ó các cp nht v các phân tích, các bài báo, quá trình chng thc và các  xut quan sát ưc ăng ti. Các cuc gp ưc truyn i trc tip và phiên bn ít mang tính kĩ thut hơn ca các bài báo ã ưc cung cp. Các tình nguyn viên ưa lên các bài báo trong ó d liu vào ca h tác ng trc tip lên nghiên cu, và trong mi trưng hp luôn có mt link n trang cm t. Mt phiên bn mi ca d án hin ang trong giai on phát trin, và s bao gm mt s phân loi c th hơn ca mt tp hp nh hơn ca các thiên hà cng vi mt tìm kim thn trng nhm ti các vt bt thưng hơn. Nhìn xa v phía trưc, các th h kho sát bu tri mi ang chy theo gót chân ca SDSS, và có l d liu ca chúng s ưc ưa lên online  ánh giá tc thi bi các tình nguyn viên có kinh nghim. Cơn lũ d liu t các thí nghim hin i là mt thách thc i vi các nhà khoa hc trong mt phm vi rng các phân ngành, và s xem xét th giác online cho phép chúng ta mang li iu tt nht ca c hai th gii: chú ý n chi tit ca s phân loi riêng l và sc mnh thng kê ca nhng kho sát ln. Khi chúng tôi phát trin nn khoa hc công dân cung cp sc mnh cho Galaxy Zoo, chúng ta có th trông i nhiu khám phá mi theo sau ó. Sau ht thy, có 150.000 ng tác gi là mt s khích l tuyt vi khi chuyn sang các bài báo vit. hững người đóng góp nói gì về Galaxy Zoo “Vic d dàng bit rng chúng ta có th bit ôi iu v các vt mà chúng ta ang nhin trong d án bt ng này ã làm nhc tôi”. 103 Tuyn Physics World 2008 | © hiepkhachquay “Rt, rt, rt tuyt vi. Cho dù là còn nhiu xa l. Và rt ít khi bn thu ưc s tht tuyt i. Hay tuyt!” “Nó cho phép tôi s dng kin thc ca mình v vũ tr mt cách có ít, nó góp phn cho mt nghiên cu khoa hc quan trng, và tht là rt vui!” “K t khi tôi còn là mt a tr và ng gn mt cái tivi xem ngưi ta ln u tiên i b trên Mt trăng, tôi ã có hng thú vi s thám him không gian. Và bây gi ã gn 50 tui, tôi vn không ánh mt ni s hãi ó và t hi cái gì  ngoài kia. Cm ơn rt nhiu (mc dù chng tôi rt tic chng bo tôi ưc iu gì v site ca các bn) ã cho tôi tham gia và thy mt s nghi vn  ngoài kia. ã nhiu năm trôi qua k t khi tôi ưc nhìn ngm qua mt chic kính thiên văn, nhưng không ai trong s tôi có ưc nó làm ca riêng và có th nhìn mi th như th này. Cm ơn!!!” “D án này cho tôi cơ hi óng góp cho lĩnh vc khoa hc mà tôi yêu thích, và tôi có ưc cơ hi nhìn thy nhng thiên hà không ai tng thy trưc ây (nht nh không phi tôi!).” “D án này tht áng s, trong mi ý nghĩa ca t. Ging như nhng ngưi khác, tôi có lòng yêu thích khoa hc, thiên văn hc và quan sát t lâu, và vic là ngưi u tiên tht s t mt vào mt thiên hà xa xôi là mt gic mơ tht tuyt vi ã tr thành hin thc”. Chris Lintott, Kate Land Ngun: Eyeballing the Universe (Physics World, tháng 9/2008) hiepkhachquay dch . 95 Tuyn Physics World 2008 | © hiepkhachquay Nghìn con mt săm soi vũ tr Chỉ hơn một năm, dự án online Galaxy Zoo được thành lập. Hai trong số những người. chúng tôi, Galaxy Zoo, ang to ra sn phNm khoa hc t công trình ca hàng trăm nghìn ngưi dùng web. Săm soi bu tri Tt nhiên, s tham gia ca ông o mi ngưi trong khoa hc chng. NASA. Cơ s chung ca nhng d án này là chúng khai thác b não ca con ngưi là mt công c nhn dng mu y sc mnh, và mt con ngưi – bt chp các tin b trong các h thng t ng – vn