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Vía Láctea@casa

MilkyWay@home es un proyecto de computación voluntaria en la categoría de astrofísica , que se ejecuta en la plataforma Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC). Utilizando la potencia de computación sobrante de más de 38.000 computadoras manejadas por más de 27.000 voluntarios activos a noviembre de 2011 , [3] el proyecto MilkyWay@home tiene como objetivo generar modelos dinámicos tridimensionales precisos de corrientes estelares en las inmediaciones de la Vía Láctea . Junto con SETI@home y Einstein@home , es el tercer proyecto de computación de este tipo que tiene como propósito principal la investigación de fenómenos en el espacio interestelar. Su objetivo secundario es desarrollar y optimizar algoritmos para computación voluntaria.

Propósito y diseño

MilkyWay@home es una colaboración entre los departamentos de Ciencias de la Computación y Física, Física Aplicada y Astronomía del Instituto Politécnico Rensselaer y cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos . Está dirigido por un equipo que incluye a la astrofísica Heidi Jo Newberg y a los científicos informáticos Malik Magdon-Ismail, Bolesław Szymański y Carlos A. Varela.

A mediados de 2009, el principal interés astrofísico del proyecto se centra en la Corriente de Sagitario [4] , una inmensa corriente estelar que emana de la Galaxia Enana Esferoidal de Sagitario que envuelve la Vía Láctea. El mapeo de estas corrientes interestelares y su dinámica con gran precisión puede proporcionar pistas cruciales para comprender la estructura, la formación, la evolución y la distribución del potencial gravitatorio de la Vía Láctea y galaxias similares. También podría proporcionar información sobre la cuestión de la materia oscura . A medida que el proyecto evolucione, podría centrar su atención en otras corrientes estelares.

Utilizando datos del Sloan Digital Sky Survey , MilkyWay@home divide los campos estelares en cuñas de unos 2,5 grados de ancho y aplica técnicas de separación probabilística autooptimizadas (es decir, algoritmos evolutivos ) para extraer las corrientes de marea optimizadas. A continuación, el programa intenta crear una nueva cuña de estrellas uniformemente densa a partir de la cuña de entrada eliminando corrientes de datos. Cada corriente eliminada se caracteriza por seis parámetros: porcentaje de estrellas en la corriente; la posición angular en la franja; los tres componentes espaciales (dos ángulos, más la distancia radial desde la Tierra) que definen el cilindro eliminado; y una medida de ancho. Para cada búsqueda, la aplicación del servidor realiza un seguimiento de una población de estrellas individuales, cada una de las cuales está asociada a un posible modelo de la Vía Láctea.

Detalles y estadísticas del proyecto

MilkyWay@home está activo desde 2007 y en 2008 se pusieron a disposición aplicaciones cliente optimizadas para sistemas operativos de 32 y 64 bits . Su capacidad de salvapantallas se limita a una visualización rotatoria de las estadísticas BOINC de los usuarios , sin ningún componente gráfico. En su lugar, se comparten animaciones de las mejores simulaciones de computadora a través de YouTube. [5]

Las unidades de trabajo que se envían a los clientes solían requerir solo de 2 a 4 horas de cálculo en las CPU modernas ; sin embargo, se programaban para completarse con un plazo corto (normalmente, tres días). A principios de 2010, el proyecto enviaba rutinariamente unidades mucho más grandes que requieren entre 15 y 20 horas de tiempo de cálculo en el núcleo del procesador promedio y son válidas durante aproximadamente una semana desde una descarga. Esto hizo que el proyecto fuera menos adecuado para computadoras que no están en funcionamiento durante períodos de varios días o para cuentas de usuario que no permiten que BOINC calcule en segundo plano. A partir de 2018, muchas tareas basadas en GPU solo requieren menos de un minuto para completarse en una tarjeta gráfica de alta gama.

El progreso del procesamiento de datos del proyecto ha sido muy dinámico recientemente. A mediados de junio de 2009, el proyecto tenía alrededor de 24.000 usuarios registrados y alrededor de 1.100 equipos participantes en 149 países y estaba operando a 31,7 Tera FLOPS . A 12 de enero de 2010 , estas cifras eran de 44.900 usuarios y 1.590 equipos en 170 países, pero la potencia de cálculo promedio había saltado a 1.382 TFlops, [6] lo que colocaría a MilkyWay@home en segundo lugar entre la lista TOP500 de supercomputadoras . MilkyWay@home es actualmente [ ¿a fecha? ] el segundo proyecto de computación voluntaria más grande detrás de Folding@Home que superó los 5.000 TFlops en 2009.

El hecho de que el rendimiento de los datos haya superado ampliamente la adquisición de nuevos usuarios se debe principalmente a la implementación de software de cliente que utiliza unidades de procesamiento gráfico (GPU) de rendimiento medio y alto disponibles comúnmente para operaciones numéricas en entornos Windows y Linux. El código CUDA de MilkyWay@home para una amplia gama de GPU de Nvidia se publicó por primera vez en el directorio de publicación de código del proyecto el 11 de junio de 2009, tras las publicaciones experimentales en la bifurcación MilkyWay@home (GPU) del proyecto. También está disponible una aplicación OpenCL para GPU AMD Radeon.

MilkyWay@home es un proyecto de gridcoin incluido en la lista blanca. [7] Es el segundo mayor fabricante de gridcoins.

Resultados científicos

Gran parte del proyecto MilkyWay@home se creó para la tesis de Nathan Cole y también hay otras tesis y publicaciones científicas inspiradas en los cálculos resultantes de las aplicaciones de este proyecto.

  1. Mendelsohn, Eric J.; Newberg, Heidi Jo; Shelton, Siddhartha; Widrow, Lawrence M.; Thompson, Jeffery M.; Grillmair, Carl J. (1 de febrero de 2022). "Estimación de la masa y el perfil radial de la galaxia enana progenitora de la corriente Orphan–Chenab utilizando MilkyWay@home". The Astrophysical Journal . 926 (2): 106. arXiv : 2201.03637 . Código Bibliográfico :2022ApJ...926..106M. doi : 10.3847/1538-4357/ac498a . S2CID  245853837.
  2. Donlon, T.; Newberg, H.; Weiss, J.; Guffey, A.; Thompson, J. (1 de junio de 2021). "Una corriente trifurcada de Sagitario en el sur". Reunión de la División de Astronomía Dinámica de la AAS . 53 (5): 403.03. Código Bibliográfico :2021DDA....5240303D.
  3. Mendelsohn, EJ; Newberg, HJ; Shelton, S.; Widrow, L.; Thompson, J.; Grillmair, C. (1 de junio de 2021). "Estimación de la masa y el perfil radial de la galaxia enana progenitora de la corriente huérfana utilizando MilkyWay@home". Reunión de la División de Astronomía Dinámica de la AAS . 53 (5): 403.01. Código Bibliográfico :2021DDA....5240301M.
  4. Mendelsohn, EJ; Newberg, HJ; Donlon, T.; Thompson, JM (1 de agosto de 2020). "Simulaciones de N cuerpos con MilkyWay@home". Reunión de la División de Astronomía Dinámica de la AAS . 52 (4): 200.01. Código Bibliográfico :2020DDA....5120001M.
  5. Donlon, Thomas; Newberg, Heidi Jo; Sanderson, Robyn; Widrow, Lawrence M. (1 de octubre de 2020). "La estructura de capas de la Vía Láctea revela el momento de una colisión radial". The Astrophysical Journal . 902 (2): 119. arXiv : 2006.08764 . Bibcode :2020ApJ...902..119D. doi : 10.3847/1538-4357/abb5f6 . S2CID  219708644.
  6. Shelton, Siddhartha; Newberg, Heidi Jo; Weiss, Jake; Bauer, Jacob S.; Arsenault, Matthew; Widrow, Larry; Rayment, Clayton; Desell, Travis; Judd, Roland; Magdon-Ismail, Malik; Mendelsohn, Eric; Newby, Matthew; Rice, Colin; Szymanski, Boleslaw K.; Thompson, Jeffery M.; Varela, Carlos; Willett, Benjamin; Ulin, Steve; Newberg, Lee (14 de febrero de 2021). "Un algoritmo para reconstruir el progenitor de la corriente huérfana con la computación voluntaria MilkyWay@home". arXiv : 2102.07257 . {{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )
  7. Newberg, Heidi Jo; Shelton, Siddhartha; Mendelsohn, Eric; Weiss, Jake; Arsenault, Matthew; Bauer, Jacob S.; Desell, Travis; Judd, Roland; Magdon-Ismail, Malik; Newberg, Lee A.; Newby, Matthew; Rayment, Clayton; Rice, Colin; Szymanski, Boleslaw K.; Thompson, Jeffery M. (junio de 2019). "Corrientes y el halo de materia oscura de la Vía Láctea". Actas de la Unión Astronómica Internacional . 14 (S353): 75–82. doi :10.1017/S174392131900855X. S2CID  208163330.
  8. Shelton, Siddhartha; Newberg, Heidi Jo; Weiss, Jake; Bauer, Jacob S.; Arsenault, Matthew; Widrow, Larry; Rayment, Clayton; Desell, Travis; Judd, Roland; Magdon-Ismail, Malik; Mendelsohn, Eric; Newby, Matthew; Rice, Colin; Szymanski, Boleslaw K.; Thompson, Jeffery M. (14 de febrero de 2021). "Un algoritmo para reconstruir el progenitor de la corriente huérfana con la computación voluntaria MilkyWay@home". arXiv : 2102.07257 . {{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )
  9. Weiss, Jake; Newberg, Heidi Jo; Desell, Travis (22 de octubre de 2018). "Una maraña de corrientes estelares en el casquete galáctico norte". The Astrophysical Journal . 867 (1): L1. arXiv : 1807.03754 . Código Bibliográfico :2018ApJ...867L...1W. doi : 10.3847/2041-8213/aae5fc . S2CID  55047680.
  10. Shelton, Siddhartha (diciembre de 2018). Restricción de las propiedades de las galaxias enanas mediante corrientes de marea (tesis). Bibcode :2018PhDT.......235S. hdl : 20.500.13015/2346 .
  11. Weiss, Jake (2018). La densidad estelar de la subestructura principal en el halo de la Vía Láctea (tesis). ProQuest  2125438843.
  12. Weiss, Jake; Newberg, Heidi Jo; Newby, Matthew; Desell, Travis (27 de septiembre de 2018). "Ajuste de la subestructura de densidad del halo estelar con MilkyWay@home". The Astrophysical Journal Supplement Series . 238 (2): 17. arXiv : 1808.06659 . Bibcode :2018ApJS..238...17W. doi : 10.3847/1538-4365/aadb92 . S2CID  119327847.
  13. Newberg, Heidi Jo; Shelton, Siddhartha; Weiss, Jake (1 de enero de 2018). "Caracterización de las corrientes de marea y la materia oscura de la Vía Láctea con MilkyWay@home". Resúmenes de reuniones de la Sociedad Astronómica Estadounidense n . ° 231. 231 : 212.07. Código Bibliográfico :2018AAS...23121207N.
  14. Newberg, Heidi; Shelton, Siddhartha (1 de abril de 2018). "Reconstrucción de la galaxia enana progenitora a partir de corrientes de marea utilizando MilkyWay@home". Reunión de la División de Astronomía Dinámica de la AAS . 49 : 303.02. Código Bibliográfico :2018DDA....4930302N.
  15. Dumas, Julie; Newberg, Heidi J.; Niedzielski, Bethany; Susser, Adam; Thompson, Jeffery M.; Weiss, Jake; Lewis, Kim M. (16 de septiembre de 2015). "Prueba de la teoría cáustica de la materia oscura frente a observaciones en la Vía Láctea". The Astrophysical Journal . 811 (1): 36. arXiv : 1508.04494 . Bibcode :2015ApJ...811...36D. doi :10.1088/0004-637x/811/1/36. S2CID  62792604.
  16. Weiss, Jake; Newberg, Heidi Jo; Arsenault, Matthew; Bechtel, Torrin; Desell, Travis; Newby, Matthew; Thompson, Jeffery M. (1 de enero de 2016). "Uso de un nuevo modelo para magnitudes absolutas de desvío de la secuencia principal para medir corrientes estelares en el halo de la Vía Láctea". Resúmenes de reuniones de la Sociedad Astronómica Estadounidense n . ° 227. 227 : 341.19. Código Bibliográfico :2016AAS...22734119W.
  17. Shelton, Siddhartha; Newberg, Heidi Jo; Arsenault, Matthew; Bauer, Jacob; Desell, Travis; Judd, Roland; Magdon-Ismail, Malik; Newby, Matthew; Rice, Colin; Thompson, Jeffrey; Ulin, Steve; Weiss, Jake; Widrow, Larry (1 de enero de 2016). "Medición de la materia oscura con MilkyWay@home". Resúmenes de la reunión de la American Astronomical Society n . ° 227. 227 : 139.11. Código Bibliográfico :2016AAS...22713911S.
  18. Xu, Yan; Newberg, Heidi Jo; Carlin, Jeffrey L.; Liu, Chao; Deng, Licai; Li, Jing; Schönrich, Ralph; Yanny, Brian (11 de marzo de 2015). "Anillos y ondas radiales en el disco de la Vía Láctea". The Astrophysical Journal . 801 (2): 105. arXiv : 1503.00257 . Bibcode :2015ApJ...801..105X. doi :10.1088/0004-637x/801/2/105. S2CID  119124338.
  19. Scibelli, Samantha; Newberg, Heidi Jo; Carlin, Jeffrey L.; Yanny, Brian (2 de diciembre de 2014). "Censo de estrellas azules en SDSS DR8". Serie de suplementos de revistas astrofísicas . 215 (2): 24. arXiv : 1411.5744 . Código Bib : 2014ApJS..215...24S. doi :10.1088/0067-0049/215/2/24. S2CID  8621834.
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  22. Newberg, Heidi Jo; Newby, Matthew; Desell, Travis; Magdon-Ismail, Malik; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos (mayo de 2013). "MilkyWay@home: Aprovechamiento de ordenadores voluntarios para limitar la materia oscura en la Vía Láctea". Actas de la Unión Astronómica Internacional . 9 (S298): 98–104. arXiv : 1411.6003 . doi : 10.1017/S1743921313006273 . S2CID  8058974.
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  30. Cole, Nate; Desell, Travis; Lombraña González, Daniel; Fernández De Vega, Francisco; Magdon-Ismail, Malik; Newberg, Heidi; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos (2010). "Algoritmos evolutivos en plataformas de computación voluntaria: el proyecto Milky Way @Home". Inteligencia computacional paralela y distribuida . Estudios en inteligencia computacional. Vol. 269. págs. 63–90. doi :10.1007/978-3-642-10675-0_4. ISBN . 978-3-642-10674-3.
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  33. Desell, Travis; Waters, Anthony; Magdon-Ismail, Malik; Szymanski, Boleslaw K.; Varela, Carlos A.; Newby, Matthew; Newberg, Heidi; Przystawik, Andreas; Anderson, David (2010). "Proyecto de computación voluntaria acelerando la Vía Láctea @Home con GPU". Procesamiento paralelo y matemáticas aplicadas . Apuntes de clase en informática. Vol. 6067. págs. 276–288. doi :10.1007/978-3-642-14390-8_29. ISBN 978-3-642-14389-2.
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  37. Szymanski, Boleslaw K.; Desell, Travis; Varela, Carlos (2008). "Los efectos de la heterogeneidad en la búsqueda genética panmíctica asincrónica". Procesamiento paralelo y matemáticas aplicadas . Apuntes de clase en informática. Vol. 4967. págs. 457–468. CiteSeerX  10.1.1.78.2043 . doi :10.1007/978-3-540-68111-3_48. ISBN . 978-3-540-68105-2.
  38. Desell, Travis; Cole, Nathan; Magdon-Ismail, Malik; Newberg, Heidi; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos (2007). "Evaluación de máxima verosimilitud distribuida y genérica". Tercera Conferencia Internacional IEEE sobre e-Ciencia y Computación Grid (E-Science 2007) . pp. 337–344. CiteSeerX  10.1.1.65.4065 . doi :10.1109/E-SCIENCE.2007.30. ISBN. 978-0-7695-3064-2.S2CID1043475  .​

Véase también

Enlaces externos

Referencias

  1. ^ milkyway publicado bajo GPLv3
  2. ^ de Zutter W. "MilkyWay@home: Estadísticas detalladas". boincstats.com . Consultado el 18 de junio de 2023 .
  3. ^ de Zutter W. "MilkyWay@home: descripción general de los créditos". boincstats.com . Consultado el 18 de septiembre de 2017 .
  4. ^ Representación 3D estática de la corriente de Sagitario Archivado
  5. ^ Vídeos de las simulaciones por ordenador mejor descubiertas de este proyecto.
  6. ^ Datos recuperados de la página de estadísticas del proyecto BOINC Archivado el 26 de febrero de 2014 en Wayback Machine el 22 de junio de 2009 y el 12 de enero de 2010, respectivamente
  7. ^ "Lista blanca de Gridcoin" . Consultado el 29 de noviembre de 2015 .
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