Революции в космологии, поиск наносекундных оптических сигналов

• Начало семинара научно-культурного центра СТИЯ имени Льва Гиндиса.  

• Обсуждение результатов четырех лет наблюдений по поиску оптических наносекундах транзиентов с системой Тайга Хайс Скоры.  

• Упоминание о новостях, которые еще не созрели для обсуждения.  

• В космологии происходят две революции, связанные с продвижением в рамках стандартной модели лямбда-си.  

• Стандартная модель лямбда-си не является абсолютно точной, и многие параметры были зафиксированы априори.  

• Эти революции связаны с возможными изменениями в модели большого взрыва и инфляции.  

• Обсуждение космологического члена, также известного как темная материя.  

• В стандартной модели лямбда-си темная материя считается константой с отрицательным давлением.  

• Это давление является источником антигравитации, что ускоряет расширение Вселенной.  

• Описание телескопа DESI, который измеряет спектры далеких галактик.  

• Телескоп имеет 5000 спектральных роботов, что позволяет одновременно снимать спектрограммы.  

• DESI изучает барионные акустические осцилляции БАО, что помогает изучать распределение вещества во Вселенной.  

• DESI показывает, что уравнение состояния темной энергии зависит от времени.  

• В стандартной модели темная энергия имеет уравнение состояния с точно минус единицей.  

• DESI измеряет параметры, которые показывают, что темная энергия имеет уравнение состояния, зависящее от времени.  

• DESI использует параметрические и непараметрические оценки для измерения параметров темной энергии.  

• Параметрические оценки предполагают аналитическую зависимость функции от красного смещения.  

• Результаты показывают, что темная энергия имеет уравнение состояния, зависящее от времени, что противоречит стандартной модели.  

• Обсуждение параметра замедления, который показывает, расширяется ли Вселенная с ускорением или замедлением.  

• В стандартной модели параметр замедления должен становиться отрицательным при больших значениях красного смещения.  

• Результаты DESI показывают, что параметр замедления может стать положительным, что противоречит стандартной модели.  

• Обсуждение возможности решения проблемы плотности энергии и темной материи.  

• Упоминание множества статей на эту тему.  

• Непараметрическое оценивание показывает большие ошибки в экспериментальных точках.  

• Атакамский телескоп измеряет реликтовое излучение и вычисляет среднее значение космологической постоянной.  

• Среднее значение близко к минус единице, что объясняет предыдущие результаты.  

• Ранее данные по реликтовому излучению не позволяли увидеть отклонения от минус единицы.  

• Космология испытывает потрясение из-за возможного значения космологической постоянной меньше минус единицы.  

• Скалярное поле не может обеспечить такое значение.  

• Необходимы новые идеи для объяснения этого явления.  

• Доклад о широкопольных поисках субмикросекундных оптических сигналов с черенковским массивом Тайга Хайскора.  

• Уточнение термина "субмикросекундные" импульсы для более точного описания.  

• Цель поиска - инопланетные цивилизации, которые будут значительно более продвинутыми, чем наша.  

• Классификация цивилизаций по Кардашову: первый тип - цивилизация типа нашей, второй тип - цивилизация в окрестности звезды.  

• Цивилизации второго типа могут создавать астроинженерные конструкции и мощные передатчики.  

• Поиск цивилизаций второго типа включает использование радиотелескопов для обнаружения сигналов от звезд.  

• Наблюдения дают информацию только о цивилизациях второго типа.  

• В зоне около тысячи световых лет есть около миллиона кандидатов.  

• Просмотрено около четырех тысяч кандидатов, что составляет лишь малую часть задачи.  

• Цивилизации первого типа не могут использовать всенаправленные маяки.  

• Они могут передавать информацию узконаправленными лучами или сканировать все небо.  

• Ожидается короткий сигнал, который пройдет непредсказуемо.  

• Для поиска цивилизаций первого типа нужны всенаправленные поиски.  

• В радиодиапазоне это невозможно из-за отсутствия суперкомпьютеров.  

• В оптическом диапазоне задача решается проще.  

• Проект Тайга Хайскора использует широкопольные оптические наблюдения.  

• Установка регистрирует черенковское излучение от широких атмосферных ливней.  

• Параметры световых импульсов от ливней похожи на ожидаемые от лазеров внеземных цивилизаций.  

• Установка Тайга Хайскора состоит из оптических станций с углом обзора 60 градусов.  

• В комплексе 120 оптических станций, покрывающих площадь около полутора квадратных километров.  

• Установка записывает оптические сигналы с шириной канала 0.5 наносекунды.  

• Установка регистрирует импульсы длительностью от 10 до 150 наносекунд.  

• Чувствительность установки составляет 3000 квантов на квадратный метр за 10 секунд.  

• Установка регистрирует атмосферные ливни и удаленные оптические транзиенты.  

• Удаленные транзиенты регистрируются как плоские световые фронты.  

• Широкие атмосферные ливни регистрируются в виде пятен.  

• Установка позволяет различать сигналы от удаленных транзиентов и широких атмосферных ливней.  

• Регистрация коротких импульсов, начиная с 10 наносекунд.  

• Источник должен быть меньше 3 метров для излучения таких импульсов.  

• Неожиданные результаты, такие как сигналы от спутников.  

• Спутники с лазерными дальномерами полезны для калибровки.  

• Решение одной из задач с помощью спутников.  

• Вторая задача - испарение реликтовых черных дыр.  

• В космологии накопилось несколько необъясненных результатов.  

• Гигантские черные дыры в центрах галактик и их происхождение.  

• Открытие гравитационных волн от слияния черных дыр.  

• Черные дыры, не похожие на звездные.  

• Черные дыры с запрещенными массами.  

• Первые галактики с развитой структурой.  

• Реликтовые черные дыры возникли на стадии инфляции или большого взрыва.  

• Объяснение множества необъясненных фактов.  

• Нелинейная теория возмущений для описания реликтовых черных дыр.  

• Испарение остатков реликтовых черных дыр.  

• Хокинговское излучение и его влияние на черные дыры.  

• Возможность наблюдения оптических вспышек от испарения черных дыр.  

• Окретность вещества на черные дыры и ее последствия.  

• Возникновение пучков частиц и их регистрация.  

• Возможность наблюдения вспышек от окретности на астрофизических расстояниях.  

• Лазеры могут передавать информацию на межгалактические и внутригалактические расстояния.  

• Для покрытия зоны обитания Солнца нужен лазер мощностью 250 мегаджоулей за 10 наносекунд.  

• Такие лазеры уже существуют и используются в лазерном термоядерном синтезе.  

• Для прицеливания на Землю с расстояния 10 тысяч световых лет нужен лазер мощностью 12 мегаджоулей за 10 наносекунд.  

• Лазерные решетки позволяют создавать мощные лазеры с большой апертурой.  

• Лазерные фазированные решетки уже существуют и работают как один широкий лазер.  

• Идея оптических сетей была предложена в 1961 году.  

• В 2001 году в СССР развивалась программа оптических сетей.  

• В настоящее время ведется широкопольный поиск цивилизации первого типа.  

• Программа Pan-STARRS разрабатывала мозаику дешевых телескопов на френелевских линзах.  

• Проект был приостановлен, и сейчас поиском цивилизации первого типа занимаются только в России.  

• В 2018-2020 годах обрабатывались данные с массива Хай-Скора.  

• Удалось различить сигналы широких атмосферных ливней и удаленных транзиентов.  

• При больших углах фон оставался, и сигналы спутника не всегда удавалось отличить от удаленных транзиентов.  

• В 2021 году были опубликованы две статьи о результатах обработки данных.  

• В 2019-2022 годах проводились наблюдения зимой, когда астроклимат лучше.  

• Амплитуды сигналов во всех оптических станциях должны быть одинаковыми.  

• Спектры оптических сигналов за одну ночь должны быть одинаковыми.  

• Вводится поправочный коэффициент для каждой станции для корректного сравнения амплитуд.  

• Спектры фитируются аналитической степенной функцией.  

• Хи-квадрат на степень свободы показывает качество фитирования.  

• Дрон с фотодиодом создавал тестовые сигналы, что влияло на амплитудное распределение.  

• Не все станции работают одинаковое время за ночь.  

• Электроника может изменять порог регистрации, что влияет на сигналы.  

• Нормировка по времени работы станций помогает исправить ошибки.  

• Оптические станции соединены с центральными серверами оптическими кабелями.  

• Неточные времена задержек сигналов приводят к ошибкам в определении направления на сигнал.  

• Использование сигнала дрона помогает исправить ошибки во времени срабатывания станций.  

• Итерационная процедура исправляет ошибки во временах срабатывания станций.  

• Проверка качества исправлений проводится по сферическим оптическим фронтам дрона.  

• Траектория дрона восстанавливается с помощью итерационной процедуры.  

• Дроны использовались для контроля качества исправления ошибок.  

• Ошибки исправлялись по сигналу широких атмосферных ливней.  

• Фронты оптических ливней не точно сферические, но в среднем можно вычислять ошибки станций.  

• Средняя ошибка фитирования до коррекции составляла 6 наносекунд.  

• После 10 итераций исправления ошибка уменьшилась до 1.9 наносекунд.  

• Фитирование улучшилось, ошибки стали более предсказуемыми.  

• В сезоне 2021-2022 летало много дронов.  

• Спутник Калипсу больше не летает, но другой спутник продолжает.  

• Данные пролетов спутников используются для калибровки.  

• Апроксимация времен срабатывания оптических станций сферическими и плоскими световыми фронтами.  

• Сферические фронты подходят для описания событий ШАЛ.  

• Плоские фронты используются для поиска плоских событий от далеких транзиентов.  

• Проводится фит с фильтрацией выбросов.  

• Отклонения от времен срабатывания станций более чем на три стандартных отклонения считаются плохими.  

• Алгоритм отбрасывает плохие события и повторяет фит до тех пор, пока не останутся только хорошие точки.  

• Плоский фронт отбрасывает меньше станций, чем сферический.  

• Для больших событий, таких как 50 станций, отбрасывается до 25 станций, но остается достаточно для хорошего фита.  

• Алгоритмы сферический и плоский сильно отличаются.  

• Сравнение определения направления оси ливня с помощью плоского и сферического алгоритмов.  

• Разброс между алгоритмами составляет около 0.5 градусов.  

• Определение случайных ошибок для плоского алгоритма.  

• Определение координат спутника по траектории.  

• Случайная ошибка определения угла зависит от качества траектории.  

• Ошибки для разных сезонов различаются, но в целом составляют около 0.05 градуса.  

• Использование сигнатур для выделения плоских событий из фона событий ШАЛ.  

• В сезоне 2018-2019 годов сигнатуры не полностью справились с фильтрацией фона.  

• Обсуждение сигнатур: степень плоскостности события по амплитудам, качество аппроксимации времен станций для плоского светового фронта, размер события.  

• Размер события связан с различием между шалом и удаленными оптическими транзиентами.  

• Использование набора сигнатур для фильтрации событий.  

• Размер события оказался неэффективным критерием из-за длинных, но узких событий.  

• Эти события портят фон и не похожи на события удаленных транзиентов.  

• Введение новой сигнатуры - площади события.  

• Площадь события вычисляется как площадь многоугольника, образованного сработавшими станциями.  

• Площадь выражается в относительных единицах и помогает фильтровать события.  

• Использование площади события в качестве фильтра для отсеивания спутников.  

• Высота события определяется как координаты центра сферического фронта.  

• Разные события имеют разные высоты, что может быть связано с рассеянием лазерного луча в атмосфере.  

• Удаленные транзиенты должны фиксироваться на высоте бесконечности, но это не всегда так.  

• Использование траекторий спутников для настройки сигнатур площади и высоты.  

• Введение новых оптических станций требует разбиения времени наблюдений на периоды.  

• Обработка событий в зависимости от количества работающих станций в разные сезоны.  

• Примеры обработки данных для разных сезонов и периодов.  

• Распределение событий по высоте и площади для спутников.  

• Влияние количества работающих станций на результаты фильтрации.  

• Максимальная площадь событий небольшая из-за неполной работы оптических станций.  

• Используются два фильтра для отсеивания событий.  

• Некоторые события не соответствуют плоским фронтам и отбрасываются.  

• Три траектории спутников и одно событие, похожее на плоский фронт.  

• Событие не соответствует плоскому фронту, так как не совпадает с сигналами калипса.  

• Событие отбрасывается как кандидат в транзиенты.  

• В сезонах 2020-2022 не найдено новых событий.  

• Распределение высот и площадей отличается от предыдущих сезонов.  

• Нет новых кандидатов в транзиенты.  

• Экспозиция за четыре сезона составляет 2122 часа.  

• Поле зрения 0.6 стерадиан.  

• Новый порог на поток событий: 1 на 10^-3 на стеради в час.  

• Статья опубликована в архиве и готовится к печати в астрономическом журнале.  

• Статья прошла рецензирование и будет опубликована в английском журнале.  

• Обсуждение прикладных применений астрофизики в технологиях интернет вещей.  

• Низкая надежность оборудования и необходимость обслуживания.  

• Установка Хайскора ориентирована на космические лучи и гамма-астрономию.  

• Установка может регистрировать гамма-кванты от испаряющихся черных дыр.  

• Предварительная обработка данных адаптирована для поиска узких групп гамма-квантов.  

• Новые сезоны 2023-2024 будут обрабатываться в мультимессенджер режиме.  

• Установка Хайскора направлена на краба и бумеранг.  

• Вертикальное положение установки лучше для широких атмосферных ливней.  

• Обзор охватывает значительную часть галактики, но не центр.  

• Запись данных возможна с более низких оборотов.  

• Каждая оптическая станция работает независимо и записывает поток данных.  

• Данные хранятся на жестких дисках и могут быть обработаны на разных уровнях.  

• Спутник виден, когда он проходит через зенит.  

• Лазерный луч спутника также влияет на видимость.  

• Спутник виден редко из-за его положения и лазерного луча.  

• Суперкомпьютеры не используются для обработки данных.  

• Антенная решетка состоит из простых элементов, но требует оптоволоконных кабелей.  

• Данные обрабатываются на ноутбуках, что достаточно для текущих задач.  

• Пресса часто преувеличивает важность открытий.  

• Открытие связано с новой субстанцией, которая ведет себя непонятно.  

• Эксперименты необходимы для проверки моделей гравитации и расширения Вселенной.  

• Искусственный интеллект может решать некоторые задачи, но не всегда дает значительный выигрыш.  

• Генеративный интеллект не приносит пользы, кроме обобщения данных.  

• Для поиска аномалий лучше использовать оригинальные тексты и поисковые системы.