"האסטרונומיה הפכה באופן רשמי למדע של Big Data – אחרי הרפואה"

"האסטרונומיה היא המדע השני שהופך באופן רשמי למדע של Big Data, אחרי הביולוגיה", כך אמר בראיון לאנשים ומחשבים, פרופ' שריניוואס קולקארני, מהמחלקה לאסטרופיזיקה במכון הטכנולוגי של קליפורניה (קאלטק).

קולקארני זכה בפרס דן דוד על היותו דמות מפתח בתצפיות אסטרונומיות בתחום הזמן ועל פני כל ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית. הוא יזם וניהל את פרויקט PTF, סקר שמימי גדול בחיפוש אחר מקורות אסטרונומיים חולפים ומשתנים.

בנימוקי ועדת הפרס נכתב כי "מחקריו העשירו את הידע האנושי לגבי הרקיע המשתנה, כולל גילוי ואפיון אלפי פיצוצים כוכביים – סופרנובות ודומיהן. רבים מן האירועים שהתגלו נצפו בפירוט והובנו יותר מאי פעם, כאשר חלקם תרם להגדרת סוגים חדשים לגמרי של פיצוצים שלא נצפו קודם לכן".

אין דעות קדומות

לדברי קוקלארני, ביקור בטלסקופ יהפוך בקרוב להיות נחלת העבר. "הדרך הטובה ביותר לעשות אסטרונומיה היא להוציא את האסטרונומים מהכיפה", הוא אומר.

"האדם בלולאה הופך למונוטוני, אם מכונה יכולה לעשות את זה טוב יותר, אני חושב שכולם יהיו מאושרים. המכונות טובות ללימוד השמיים, כי אין להן דעות קדומות על מה הן ימצאו". לאסטרונומים, אומר קולקארני, "פשוט אין את הדמיון כדי לדעת מה לחפש".

פרופ' שריניוואס קולקארני מקבל את פרס דן דוד בתחום האסטרונומיה. צילום: ישראל הדרי

"ב-30 השנים האחרונות האסטרונומיה התפתחה במהירות. כל דור חדש של מכשירים מייצר פי 100 יותר נתונים לשניה מאשר קודמו. ולא רק זאת – כל ניסוי נועד לענות על שאלה ספציפית, אבל במהלך התצפיות נוצרים כל כך הרבה נתונים שרק במקצתם נעשה שימוש. לפיכך, יש הזדמנות גדולה לאלו שרוצים לנתח את הנתונים הללו".

"הקבוצה שלי בונה כעת מכונה שתייצר הרבה יותר נתונים – Zwiki Transient Facility בהר פלומר בקליפורניה. היא תצלם את כל השמיים בכל שלושה לילות ותחזור על כך שוב ושוב".

בשלב שני, אמר קולקארני, "היא תצפה בחלק אחד בשמים באופן אינטנסיבי ותתריע על אירועי סופרנובה בתוך שעות, כדי שנוכל לבצע תצפיות נוספות מטלסקופים אחרים כדי לחקור את אותה סופרנובה. במילים אחרות, לא רק שהמכשירים שלנו אוספים נתונים רבים, הם גם מנתחים אותם ומגיבים במהירות".

כמו נס

סיבה נוספת ליכולת התגובה המהירה, אמר קולקארני, "היא שיש היום הרבה יותר מצפים מאשר לפני עשר שנים. לדוגמה אם מגלים משהו בקליפורניה, והשמש עומדת לזרוח, אפשר לצפות בו מהוואי".

"אחר כך נוצרת בעיה כי אין מצפים גדולים בין הוואי לספרד אבל מתחילים להיבנות מצפים בסין, בהודו. ויש הרבה מצפים קטנים כמו זה שבנגב (מצפה רמון א.ב.) ובאוקיאנוס האטלנטי יש מתקנים נאים באיים הקנריים. גם בחצי הכדור הדרומי יש מצפים גדולים – בדרום אפריקה, אוסטרליה, ניו זילנד וצ'ילה (לאס פאלמס) וכמובן יש טלסקופים בחלל שמחזור היום והלילה פחות משפיע עליהם".

"לא נדיר למצוא היום נתונים מחמישה או שישה טלסקופים במאמר מדעי אחד", אמר קולקארני. "זה כמו נס, אתה מגלה משהו ושולח אותות לחללית והיא מפנה את הטלסקופים שלה לעבר העצם. מישהו אחר בניו מקסיקו מעביר אליך בזמן אמת תוצאות מטלסקופי רדיו – זה מאמץ גלובלי. אני מוצא את זה מעניין מאוד".

האם החלופה היא בין טלסקופים גדולים לבין אלגוריתמים שחופרים בנתונים שכבר קיימים היא כדי למצוא בהם תופעות טבע שחמקו מידי הצופים המקוריים?
"טלסקופים גדולים עולים הרבה כסף, ועכשיו אפילו הרבה מאוד כסף אבל ימשיכו לבנות אותם, בשל מגוון בעיות הדורשות איסוף פוטונים מעצמים חוורים. אין פה נסים, פשוט צריך לבנות טלסקופ גדול יותר.אבל יש יותר מדרך אחת לעשות אסטרונומיה. אפשרות נוספת היא בניית מכשירים ייעודיים לתופעה שמבקשים לבדוק".

"כל המכשירים הללו מייצרים נתונים, שכמובן זמינים לכל מדען שרוצה למצוא בהם תגליות, הרבה מעבר למחקר הספציפי שלשמו הוקמו".

איזו התפתחות צריך לעבור תחום מדעי המחשב כדי לסייע לאסטרונומיה, כמו שנעשה בהם שימוש למשל לסריקת גנים? האם ניתן לאמץ פיתוחים מתחום הביו-אינפורמטיקה לתחום האסטרונומיה?
"תחום סריקת הגנום האנושי אכן התקדם. המגמה היא לסרוק לא רק את הגנים של כמה בני אדם, אלא את הגנים של כולם".

"כבר היום עולה לרצף גנום של אדם כ-5,000 דולרים, והמגמה היא לרדת אל מתחת ל-1,000 דולר, סכום שבו רבים בעולם המפותח יוכלו להרשות זאת לעצמם כדי לדעת אילו מחלות גנטיות הם נושאים. יש לזה ערך רפואי. הסריקות הללו מייצרות הררי נתונים".

לדברי קולקארני, "כבר היום נפח הנתונים שמייצרים המכשירים האסטרונומים הם הנפח הגדול ביותר של נתונים, כשבמקום השני יוטיוב (YouTube), במקום השלישי הנתונים שמייצרים מכשירי סריקת הגנים ובמקום הרביעי טוויטר (Twitter)".

הרבה יותר עשיר משדמיינו

"אחד המחקרים הראה שבעוד כעשור, הנתונים שיווצרו כתוצאה מסריקות גנים יעברו בנפחם את כמות הנתונים ביוטיוב ובטוויטר, ואפילו מאיץ החלקיקים ב-CERN שמדעניו מתמודדים שנים עם הררי המידע, ישאיר רק חותם קטן על נפח הנתונים".

החדשות הטובות, אמר קולקארני, "הן שהאסטרונומיה מייצרת המון נתונים. החדשות הרעות הן שצריך למצות את המדע מכל הנתונים הללו. הדבר נותן הזדמנות לחוקרים צעירים שיחפשו שיטות חדשות לגשת לנתונים הללו. זה עולם שונה עבורם מזה שגדלתי לתוכו".

"באוניברסיטת וושינגטון, ברקלי ואוניברסיטת ניו יורק, יש מחלקות אסטרונומיה המתמחות במדעי המחשב. מישהו אפילו המציא לזה שם – אסטרו אינפורמטיקה", אמר.

לסיכום אמר פרופ' קולקארני כי "השמים הרבה יותר עשירים מאשר דמיינו, ותמיד צריך לגשת אליהם עם תחושה מסוימת של פתיחות".