Este
es el lugar donde está la acción. Mientras que otras dos áreas de
textos permanecen invariables por el período del procesamiento de datos,
esta sección se actualiza dinámicamente durante el trabajo de la
computadora. Esta sección contiene una gran cantidad de información
sobre lo que está pasando en su máquina en ese momento, cuando
está procesando los datos de la unidad de trabajo. Manteniendo un ojo
atento sobre esta parte le ayudará a entender que es lo que SETI@home está
haciendo con todos los datos.
¿Qué
es lo que hace el protector de pantalla en este momento?
La
línea superior indica qué está haciendo el programa actualmente. Puede
indicar una de varias actividades: las mencionaremos abajo, con una
descripción.
Scanning
Result Header File
Cuando
se inicia SETI@home automáticamente (o manualmente), el protector de
pantalla tiene que reconstruir de alguna forma el punto donde dejó en los
cálculos. Para encontrar esta información tiene que leer un archivo que
almacenamos sobre su disco duro. El protector de pantalla luego
reinicia su trabajo en el punto exacto donde había terminado
anteriormente, mostrando todos los datos en la pantalla.
Connecting
To Server
Si
nota esta frase, el protector está intentando de conectarse con el
servidor de datos SETI@home.
Receiving
Data
El
servidor de datos SETI@home le está enviando datos. Le enviaremos unos
350 KBytes de datos reales del telescopio y alrededor de 1K de información
que describe los datos (fecha/hora de la toma, donde en el cielo,
frecuencia base de la unidad de trabajo, etc...) Esta actividad no tomará
demasiado tiempo de su conexión de Internet (menos de 4 minutos para un
modem de 28.8 KB).
Doing
Baseline Smoothing
Al
recibir una nueva unidad de trabajo del servidor en Berkeley, señales de
todo tipo están mezclados con la información. Estamos únicamente
interesados en señales de banda angosta. Estas señales de banda angosta
son los que creemos que una civilización extraterrestre usaría para
comunicarse. Por otro lado, señales de banda ancha son los que más
probablemente se deben a procesos naturales astronómicos. Para rechazar
señales de banda ancha, el protector de pantalla hace una suerte de
'promedio' de los datos que elimina este ruido de banda ancha, y que
traslada las señales de banda angosta hacia arriba (o abajo). También, a
lo largo del período de 107 segundos, la señal a veces aumenta o
disminuye. 'Baseline Smoothing' (filtrado línea de base) trata de
regularizar los niveles. Esta es la primera cosa que se hace con la unidad
de trabajo y normalmente se hace una sola vez. Una barra de progreso
aparece a la derecha para indicar el avance de la computadora.
Computing
Fast Fourier Transform
Este
es la parte donde se realiza todo el trabajo. Los datos que le fueron
enviados desde el telescopio representan una señal que varia con el
tiempo como una línea en el osciloscopio que varia en respuesta a su
voz recibida por un micrófono. En este caso (del osciloscopio) el tiempo
está indicado a lo largo del eje horizontal de la pantalla y las
vibraciones del aire en sentido vertical. La señal 'cruda' del telescopio
no nos es muy útil. Lo que nos interesaría es ver si existe algún
'tono' constante (y fuerte). Nos interesaría mas ver a un gráfico que
indica frecuencia a lo ancho de la pantalla y potencia en sentido
vertical. Cualquier pico en el gráfico representaría una señal fuerte
en una frecuencia determinada.
Para
convertir una tabla de datos medidos en tiempo, en un conjunto de datos de
frecuencias, aplicaremos una operación matemática relativamente compleja
llamada 'Transformada de Fourier Rápida' (FFT). Para obtener más
información sobre este proceso, por favor consulte un libro sobre
procesamiento digital de señales.
El
resultado de este procesamiento es el gráfico producido en la parte
inferior del protector de pantalla. Notará un par de cosas interesantes
sobre la FFT. En el principio de la unidad de trabajo, hacemos 15 FFTs
diferentes, cada una mirando a los datos con una precisión diferente.
Empezamos por mirar a detalles tan pequeños como anchos de banda de 0.07
Hz. Siempre hay compromisos cuando se hace este tipo de análisis: si
quiere obtener datos muy precisos en frecuencia, necesitará observar las
señales por mas tiempo. Verá que con una resolución de 0.075Hz, tenemos
que usar bloques de datos de 13.42 segundos de largo. Para analizar
completamente la muestra de 107 segundos, haremos 8 de estas operaciones
FFT. Al reducir la resolución a 0.14 Hz, necesitamos solamente una
muestra de 6.7 segundos. Ahora tenemos menos resolución en frecuencia,
pero más resolución en tiempo. Tenemos que hacer dos veces más de
operaciones FFT para cubrir los 107 segundos de datos! En total operamos
con 15 resoluciones de frecuencia diferentes (0.075, 0.15, 0.3, 0.6, 1.2,
2.5, 5, 10, 20, 40, 75, 150, 300, 600, y 1200 Hz). Cada vez que se divide
la resolución por 2, se duplica la cantidad de operaciones FFT para
cubrir los 107 segundos. La cantidad de cálculos es impresionante de los
FFT´s
De
nuevo, la barra de progreso aparece a la derecha para indicar el avance de
la computadora en cada conjunto de FFT. También podrá observar la
acumulación de los FFT en el gráfico
en la sección inferior.
Chirping
Data
Es
muy improbable que el planeta originador de la señal esté fijo respecto
a la Tierra. Quizás se recuerda que la humanidad está ubicada sobre un
planeta giratorio, que a su vez circula alrededor del sol, que también a
su vez está orbitando alrededor del centro de la Vía Láctea. Podemos
asumir que nuestros amigos extraterrestres están en una posición
similar.
Todos
estos movimientos producen un efecto interesante sobre cualquier señal
emitida o recibida en un planeta en movimiento. Este es el efecto
Doppler. Sin duda está familiarizado con este efecto si escuchó el
sonido de la bocina de una auto al pasar. La frecuencia (o tono) del
sonido cambia al pasar. Puede probarlo: espera al costado de la ruta
mientras que un amigo le pasa con la bocina sonando. También podría
hacer lo inverso: pasar en el auto por otro coche (estacionado) con la
bocina sonando. El efecto es el mismo.
Nuestros
amigos remotos no están utilizando la bocina, pero envían ondas
(electromagnéticas). Sus señales son distorsionados por los movimientos
mutuos de nuestros sistemas, en una forma muy similar que el sonido de las
bocinas. Para eliminar este efecto, el protector de pantalla SETI@home
analiza los datos muchas veces intentando diferentes aceleraciones Doppler.
En la realidad, el protector primero toma los datos crudos y 'deshace' una
determinada aceleración Doppler ('chirp'). Luego alimenta los datos
'desacelerados' a las rutinas FFT. SETI@home intenta de hacer este proceso
en muchos puntos entre -10Hz/segundo y +10Hz/segundo. En la resolución más
alta en frecuencia (0.075Hz), controlamos 5409 diferentes aceleraciones en
el rango entre -5Hz/seg y +5Hz/seg!
Doing
Curve Fitting
Como
explicamos brevemente en la sección sobre FFT, cuando la resolución de
frecuencia es menor, la resolución de tiempo aumenta. Cuando la resolución
en tiempo es suficiente, podemos mirar a los datos para ver si las señales
aumentan o disminuyen en intensidad en los 12 segundos que necesitan para
pasar por la apertura del telescopio. Esto es una herramienta excelente
para determinar si las señales vienen de 'Ahí afuera' o son simplemente
el resultados de alguna interferencia terrestre. Una señal del último
tipo no se modificaría con justo el ritmo de 12 segundos. El proceso de
ajuste controla si la señal aumenta y disminuye sobre este período de
12 segundos. La prueba se aplica solamente en resoluciones de frecuencia
menores de 0.59 Hz.
Para
buscar correctamente estas 'curvas gausianas' de 12 segundos, sus 107
segundos de datos cubren duplican 15 segundos de los intervalos adyacentes.
De esta forma nos aseguramos que no perdemos una señal importante al
separar los datos en bloques. El motivo de la forma 'gausiana' es que este
es la forma que corresponde con la apertura de la antena del
radiotelescopio.
Esto
termina la primera línea en el panel de análisis de datos.
Doppler
Drift Rate
La
segunda línea en el panel de análisis de datos contiene la velocidad de
'desplazamiento Doppler'. Las primeras pruebas se realizan asumiendo una
velocidad de 0Hz/segundo. Estas señales inmóviles son mas probablemente
fuentes de interferencia radioeléctrica (RFI) de emisoras terrestres. En
las velocidades de -5Hz/segundo a +5Hz/segundo, calculamos todas las FFT
para las 15 resoluciones de frecuencia, para cada paso de 0.002Hz/segundo
en la velocidad Doppler. En los rangos de entre +10Hz/s y +5Hz/s y entre
5Hz/s y 10Hz/s analizamos cada 0.007Hz/s para el efecto Doppler y
salteamos la resolución mas fina de 0.075Hz.
Frequency
Resolution
La
tercera línea muestra la actual resolución de frecuencia (ancho de
banda) que se está utilizando en los cálculos. Verá que la mayor parte
del tiempo estaremos calculando FFTs con resolución de 0.075Hz. Cada 4
FFTs hacemos una con una resolución de 0.14Hz. Cada 16 FFTs, hacemos una
con resolución de 0.28Hz. Cada 64 FFTs, bueno... Recuerde que hay 15
resoluciones de frecuencia diferentes (0.075, 0.15, 0.3, 0.6, 1.2, 2.5, 5,
10, 20, 40, 75, 150, 300, 600, y 1200 Hz) y saltamos la resolución mas
fina con velocidades Doppler mayores de 5 Hz/s o menores de -5 Hz/s.
Strongest
Peak
Las
siguientes dos líneas indican la señal más intensa detectada en la
unidad de trabajo (hasta este momento). Las unidades son relativos al
nivel medio de ruido (Ej. 30 indica una señal 30 veces mayor que el ruido
típico. El instrumento a la derecha indica la intensidad de la señal. No
se emocione si el instrumento indica una señal en el rango rojo. Lo mas
probable es que se trata de un pico de interferencia de ruido terrestre.
No llame a la prensa o anuncie que descubrió vida extraterrestre.
Cualquier señal fuerte debe ser verificado (por varias vías) antes de
que se 'oficialice'. La frecuencia, hora, y desplazamiento Doppler
asociado con el pico se encuentran en la línea siguiente.
Strongest
Gaussian
Si
alguna señal se ubica 3.2 veces por sobre el nivel medio de ruido y también
aumenta y disminuye en forma 'Gausiana' durante la 'ventana' de 12
segundos cuando pasa el objeto por la apertura del telescopio, entonces
aparecerán dos líneas extras, mostrando la potencia (con un
instrumento), la frecuencia, hora y Doppler. El número marcado 'fit' es
una medida que tal la señal se desvía del perfil ideal de Gauss. Un número
inferior indica mejor adaptación. Estas señales son mas interesantes que
los picos en las dos líneas anteriores, pero aún así deben pasar por un
proceso riguroso de verificación antes de la confirmación.
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