Čo je zobrazené v grafickom výstupe SETI@home?

SETI@home je komplikovaný vedecký analytický softvér. Zjednodušene sa dá povedať, že vykonáva veľké množstvo matematických operácií. To, čo je vidno v jeho grafickej prezentácii vám umožňuje mať predstavu o tom čo sa deje vo vašom počítači.

Zobrazenie obsahuje 4 základné skupiny údajov:

• informácie o účastníkovi projektu (User Info)
• informácie o dátovej vzorke (Data Info)
• analýza dát (Data Analysis)
• graf (Frequency-Time-Power graph)

Informácie o účastníkovi

Táto sekcia zobrazuje informácie o účastníkovi projektu, ktorý práve spracúva údaje. Je tu zobrazené jeho meno, celkový počet spracovaných dátových jednotiek - WU a celkový čas počítača, ktoré počítač využil na analýzu dát. Je to čas, ktorý bol využitý na spracovanie dát a nie čas, počas ktorého bol počítač zapnutý. Práve táto časť je iná v novej SETI/BOINC verzii. V jej prípade sa tu namiesto počtu spracovaných jednotiek nachádza celkový dosiahnutý kredit a príslušnosť k tímu.

Informácie o dátovej vzorke

Táto sekcia obsahuje informácie o dátach, ktoré sa momentálne spracovávajú. Toto je pre projekt veľmi dôležité. Pokiaľ by sa našiel signál s nejakým typom inteligentného odkazu, je potrebné vedieť, odkiaľ bol signál prijatý, aby sa následne mohol celý proces skontrolovať a overiť. Prvý riadok obsahuje informáciu, odkiaľ boli dáta prijaté. To je miesto na oblohe, kam bol rádioteleskop nasmerovaný. Tak ako na zemeguli, aj tu sú potrebné dva údaje na definovanie miesta na oblohe. Jedným je tzv. "right ascension" - stúpanie a druhým je deklinácia. Druhý riadok obsahuje informáciu, kedy boli dáta prijaté. Tento časový údaj je v tzv. univerzálnom alebo Greenwich čase (UTC resp. GMT), čo je čas, ktorý je na hodinách v Kráľovskej hvezdárni v Greenwich v Anglicku. Ďaľší riadok obsahuje informáciu, ktorým rádioteleskopom boli údaje zosnímané. Pokiaľ sa vylúči veľká prírodná katastrofa, tak nie je predpoklad, že by sa tento údaj zmenil a stále tam bude Arecibo Radio Observatory. Posledný riadok obsahuje informáciu o základnej frekvencii, na ktorej boli údaje prijaté. Projekt SETI@home sleduje rádiové spektrum o šírke 2.5 MHz. Toto pásmo je následne rozdelené na menšie časti, momentálne pásma o šírke 9765 Hz. To znamená, že každých 107 sekund tvorí 256 blokov dát. Zobrazený údaj dáva informáciu, kde v rámci 2.5 Mhz pásma sa nachádza spracovávaná vzorka. Kombináciou údajov z tejto sekcie teda vidno odkiaľ, kedy a na akej frekvencii boli prijaté údaje ktoré sa spracúvajú.

Analýza dát

Práve v tejto sekcii sa to všetko deje. Predošlé dva popísané panely sa počas spracovania údajov nemenia, ale táto sekcia sa dynamicky mení tak, ako pracuje váš počítač. Pohľadom na túto sekciu je možné lepšie pochopiť celý tento proces.

Prvý riadok popisuje čo práve váš počítač robí, je niekoľko možností:

"Scanning Result Header File"
Pokiaľ sa spracovanie preruší, program musí zistiť kde sa nachádzal a koľko dát sa už spracovalo, aby sa stále nemuselo začínať od začiatku. Program zanalyzuje uložené dáta na disku a pokračuje tam, kde prestal. Pri klasickom klientovi SETI@home je to zhruba každú minútu. V prípade SETI/BOINC je možné tento interval nastaviť.

"Connecting To Server"
Program sa pokúša o nadviazanie spojenia so serverom.

"Receiving data"
Prijímajú sa dáta so servera.

"Doing Baseline Smoothing"
Každý prijatý signál obsahuje v sebe rôzne šumy, prípadne sa jeho intenzita mení. Preto je potrebné signál na začiatku zanalyzovať a prispôsobiť jeho intenzitu a takisto eliminovať šumy, ktoré vznikajú prirodzene.

"Computing Fast Fourier Transform"
Práve tu sa robí hlavné spracovanie prijatého signálu. Prijatý signál obsahuje rôzne frekvencie a preto je potrebné nájsť v ňom prípadné "tóny" a konštantné, pokiaľ možno dostatočne intenzívne signály. Na toto sa používa komplexná, tzv. rýchla fourierova transformácia (skratka FFT). Výsledkom tejto transformácie je graf ktorý je možné vidieť v spodnej časti a tvorí väčšinu grafického zobrazenia. Ukazovateľ na pravej strane grafu nám ukazuje ako ďaleko sa počítač dostal v analýze spracovávanej vzorky.

"Chirping Data"
Predpokladá sa, že civilizácia, ktorej signál by sme eventuálne prijali, obýva takisto rotujúcu planétu, akou je Zem. Táto rotácia ale spôsobuje tzv. Dopplerov efekt. Tento efekt sa dá dobre pozorovať, keď sledujeme auto so sirénou idúce k nám a určite si každý všimol, že tón sirény sa zmení, akonáhle auto prejde okolo nás. A kedže sa naša Zem otáča okolo svojej osi a obieha okolo Slnka, tak aj ich planéta je v pohybe, čo spôsobuje ten istý efekt na signál, ktorý od nich prijímame (resp. by sme mohli prijať). A preto SETI@home klient skúša eliminovať tento efekt, aby potlačil jeho rušivý vplyv na celkový výsledok analýzy.

"Searching For Gaussians"
Z dôvodu otáčania sa Zeme a len obmedzeného "výhľadu" teleskopu sa musí prijímaný signál zosilňovať a zoslabovať každých 12 minút, teda pokiaľ ide o signál ktorý nemá pôvod na Zemi. A preto sa počas analýzy zisťuje aj tento faktor prijatého signálu a hľadajú sa tzv. Gausove špičky. Aby sa náhodou nejaká nepremeškala, celá 107 sekundová vzorka sa rozdelí na 15 internalov ktoré sa navzájom prekrývajú.

"Searching For Pulses / Triplets"
Práve pulzy a tzv. triplety - trojice pravidelne sa opakujúce v zachytenom signále môžu byť dôkazom, že signál má pôvod u inteligentných bytostí. Pre každý frekvenčný interval väčší ako 0.59Hz sa hľadajú práve tieto opakujúce sa pulzy a trojice pulzov.

Tak, to by bolo o prvom riadku panela Data Analysis - dátová analýza.

"Doppler Drift Rate"
Druhý riadok na tomto paneli zobrazuje aktuálny dopplerov posun na potlačenie dopplerovho efektu ako už bolo uvedené. Prvé testy sú robené na posune 0Hz/sec.

"Frequency Resolution"
Druhý riadok zobrazuje aktuálne frekvenčné rozlíšenie (šírku pásma).

"Analysis Results"
Ďaľšia časť zobrazuje výsledky dátovej analýzy, podľa toho, ktorá časť z vyššie popísaných sa prevádza. To sa ale zobrazuje len ak sa v analýze dát našlo niečo zaujímavé. Pokiaľ sa napríklad nenájde žiadna trojica impulzov, tak sa nič nezobrazí.

Frekvenčný graf

Konečne sme sa dostali k časti, ktorá asi každého zaujala na prvý pohľad a tou je frekvenčno-časovo-úrovňový graf. Toto je miesto, kde je možné sledovať grafickú reprezentáciu rýchlej fourierovej tranformácie, FFT, tak ako bolo už popísané. Frekvencia sa mení na horizontálnej x-ovej osi. Úroveň signálu je zobrazená na vertikálnej y-ovej osi a čas zas na osi z. Na grafe je možné vidieť rozdiely v použitom frekvenčnom pásme. Pre rozlíšenie 0.075Hz je možné si všimnúť 8 FFT ktoré pokrývajú našu 107 sekundovú vzorku. Inak to bude vyzerať pri rozlíšení 0.14Hz kedy sa zobrazí 16 FFT a tak ďalej, stále so zjemnením frekvenčného pásma na polovicu sa zdvojnásobý počet prevádzaných FFT. Nakoniec, pri šírke pásma 1200Hz sa dosiahne časové rozlíšenie 0.008192 sekundy čo znemená 131 072 FFT! Farby na tomto grafe neznamenajú vôbec nič. Boli zvolené čisto z estetického dôvodu a autori dúfajú že sa vám budú pačiť tak ako sa páčia im.

Prípadný mimozemský signál nie je možné vidieť na tomto grafe, keďže signál môže byť zašumený rôznymi inými signálmi. Takže ak by ste tam aj niečo videli, neradujte sa zbytočne, bude to totiž s najväčšou pravdepodobnosťou nejaký lokálny vysielač, alebo práve v tom čase nad teleskopom prelietal satelit. Pokiaľ sa niečo také vo vašej vzorke objaví, my to určite preveríme a okrem toho, každá časť oblohy sa prechádza zhruba každé 3 až 6 mesiacov a až pokiaľ sa nájdený signál opakuje aj v ďaľších vzorkách je to...