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Einstein@home ist ein verteiltes RechnenProjekt, eingerichtet von der Universität von Wisconsin – Milwaukee. Das Projekt zielt darauf ab, die Theorie der Existenz von Gravitationswellen Nachweis durch den Einsatz verteilter Softwareanwendungen. Diese Software verwendet Daten, die von verschiedenen Raumdetektoren erhalten wurden. Die Datenmenge, die während der Messungen analysiert werden muss, sollte auf privaten Computern erfolgen. Am 12. August 2010 erfolgte die erste Entdeckung eines bisher unbekannten Pulsar über Einstein@Home veröffentlicht in Wissenschaft.[1][2]
Aufnahmedaten
Zur Messung von Gravitationswellen von Sternen und Schwarzen Löchern werden zwei Detektoren verwendet, nämlich:
Es ist sehr schwierig, einen Unterschied in der Raumzeit (= Gravitationswelle) zu messen, da eine solche Welle fast ausgestorben ist, wenn sie die Erde erreicht. Diese beiden Detektoren erkennen Gravitationswellen, indem sie Änderungen im Muster zweier auftreffender Laserstrahlen messen. Diese Muster hängen von der Entfernung ab, über die jeder Laserstrahl „gelebt" hat und diese Entfernung ändert sich, wenn eine Gravitationswelle durchläuft. Die Empfindlichkeit dieses Detektortyps (Interferometers) ist proportional zur Entfernung, die die Laserstrahlen zurücklegen. Da sie nach sehr kleinen Signalen & Unterschieden suchen, müssen die Detektoren sehr groß sein.
Datenanalyse
Die Detektoren produzieren viele Daten, die verarbeitet werden müssen. Diese Verarbeitung erfolgt auf persönlichen (privaten) Computern von Freiwilligen, die sich dafür registriert haben. Die Daten werden über eine spezielle Software von einem zentralen Server abgerufen und auf dem lokalen Rechner automatisch verarbeitet. Wenn der Besitzer für eine Weile nichts am Computer tut, wird er verwendet, um verschiedene Operationen an den Daten durchzuführen.
Die verarbeiteten Daten werden dann an den Server zurückgesendet und der Computer kann mit dem nächsten Block fortfahren. Der Besitzer des Rechners wird nie merken, dass er Teil des Projekts ist, da während der Arbeit am Rechner keine Berechnungen durchgeführt werden.
Dieses Projekt wurde gestartet von Bruce Allen von der University of Wisconsin-Milwaukee. Das System basiert auf SETI@home, ein Programm, das ähnlich funktioniert, aber nach Anzeichen von außerirdischem Leben sucht. Der Projektleiter dieses Projekts, David P. Anderson, hilft auch bei der Recherche von Einstein@home.
Form der behandelten Daten
Die an jeden Computer gesendeten Daten liegen in Form einer komplizierten Welle vor. Das erste, was der Computer mit dieser Welle macht, ist a Fourier-Transformation auf Lauf. Nachdem er diese Welle in verschiedene Frequenzen aufgeteilt hat, vergleicht er diese Ergebnisse mit dem zuvor mitgesendeten Modell. Gibt es tatsächlich eine Übereinstimmung, sendet der Computer eine Nachricht an den zentralen Server, woraufhin die Daten von zwei anderen Computern erneut verarbeitet werden. Wenn alle drei Computer das gleiche Ergebnis liefern, werden die Forscher die Daten weiter analysieren, um zu überprüfen, ob das Signal wirklich von einer Gravitationswelle stammt oder ob es auf lokale Störungen zurückzuführen ist. Dies geschieht durch den Vergleich ihrer Daten mit den Daten anderer Detektoren.
Wenn die Analyse jedoch nicht mit dem erhaltenen Modell übereinstimmt, werden die Daten von mindestens einem anderen Computer erneut verarbeitet, um zu überprüfen, dass keine Fehler aufgetreten sind. Wenn keine Fehler gefunden werden können, werden die Daten verworfen.
BOINC
Die Gesamtanalyse erfordert viel Rechenleistung, sodass ein verteiltes System als BOINC benutzen. Dies ist eine kleine Anwendung, die Freiwillige auf ihrem PC installieren können, um sich dann für verschiedene Projekte einzuloggen. Je mehr Computer diese Software installieren (und verwenden), desto mehr Berechnungen können in kürzerer Zeit durchgeführt werden und desto schneller werden die gewünschten Ergebnisse erzielt. Im August 2010 gab es bereits mehr als 262.000 Freiwillige in 215 verschiedenen Ländern. Es ist das vierterfolgreichste BOINC-Projekt in Bezug auf die Teilnehmerzahlen[3] nach dem SETI@home, World Community Grid und Rosetta@home.
Quellen
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