Hans-Arthur Marsiske 03.11.2001
Die auf James Lovelock zurückgehende "Gaia-Hypothese" betrachtet die Erde nicht nur als Heimat des Lebens, sondern sieht den gesamten Planeten selbst als Lebewesen. Die Rolle der Menschen wird dabei häufig analog zu Krankheitserregern gesehen, die diesen planetaren Organismus befallen haben und ihn in seinen Lebensfunktionen bedrohen. Die Erhöhung der globalen Durchschnittstemperatur infolge des atmosphärischen Treibhauseffekts entspricht dann dem "Fieber".
Aber möglicherweise sind die Menschen nicht nur schädlich für ihren Heimatplaneten: Vielleicht besteht sogar ihr eigentlicher Daseinszweck darin, Gaia mit dem Internet zu einem Gehirn und eigenen Bewusstsein zu verhelfen?
In den Projektbeschreibungen der Astronomen (2) ist von solchen unter Esoterikverdacht stehenden Überlegungen natürlich nicht die Rede. Da geht es zunächst einmal um die ungeheuren Datenmengen, die in der astronomischen Forschung anfallen und schneller wachsen als die Rechenleistung der Computer. Ein großes Teleskop wie das VLT ( Very Large Telescope (3) der Europäischen Südsternwarte (ESO) produziert in einer einzigen Nacht mehrere hundert Gigabyte Beobachtungsdaten. Die Dateigröße für eine Aufnahme des gesamten Himmels in einem schmalen Bereich des elektromagnetischen Spektrums liegt bei mehreren Terabyte (1000 Gigabyte). Und diese Datenflut verdoppelt sich ungefähr jährlich, wobei die Inbetriebnahme eines neuen Instruments jeweils für einen deutlich spürbaren, sprunghaften Anstieg sorgt. Das Wachstum der Kapazitäten von Rechnern, Speichermedien und Netzwerken sei etwa um den Faktor drei zu langsam, um die explosive Entwicklung bei den Daten in den Griff zu bekommen, schätzt Peter Quinn, Verfasser der erwähnten Projektbeschreibung.
Eine Lösung des Problems, das auch andere Disziplinen wie Kernphysik, Genforschung oder Neurowissenschaft beschäftigt, erhoffen sich die Wissenschaftler von neuen Hochleistungs-Computernetzwerken. In diesen sogenannten "Grids" ( Vom World Wide Web zum World Wide Grid (4)), die auf der Infrastruktur des Internet aufbauen, sollen nicht nur Daten, sondern auch Rechenleistung und Speicherkapazitäten ausgetauscht werden können. Auf diese Weise sei es möglich, die für die Lösung einer Aufgabe jeweils erforderlichen Computerressourcen vorübergehend zusammenzuschalten. Die europäische DataGrid"-Initiative (5) etwa verspricht:
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"The project will devise and develop scalable software solutions and testbeds in order to handle many PetaBytes of distributed data, tens of thousand of computing resources (processors, disks, etc.), and thousands of simultaneous users from multiple research institutions." |
Es geht jedoch nicht nur um die bloße Menge der Daten. In einem Beitrag für das Wissenschaftsmagazin "Science" (Vol. 293, 14.9.2001) weisen Alexander Szalay und Jim Gray auch auf die Komplexität astronomischer Rohdaten hin: Sie können als bloße Helligkeitsverteilungen anfallen, als Spektren, als einzelne Photonenereignisse oder auch als Phaseninformationen bei Interferenzen von Radiowellen. Und diese Daten werden nicht einfach gesammelt und abgespeichert, sondern müssen aufwendig kalibriert werden. Das kann mehrere Jahre dauern: Jedes Mal, wenn sich das Verständnis der Funktionsweise des Beobachtungsinstruments vertieft und verbesserte Korrekturen möglich werden, müssen die bisher gespeicherten Daten neu bearbeitet werden.
Die einzelnen astronomischen Archive werden daher sinnvollerweise größtenteils bei den Institutionen verbleiben, die sie aufgebaut haben, und von den Forschern verwaltet werden, die die gesammelten Daten am besten verstehen. Es kann keine zentrale, astronomische Datenbank geben. Die Herausforderung besteht vielmehr darin, die verstreuten und sehr heterogenen Daten über das Internet allgemein zugänglich zu machen. Astronomen aus anderen Spezialgebieten aber auch weltraumbegeisterte Grundschüler sollen auf die Bilder der verschiedenen Hochleistungsobservatorien zugreifen können. Und das soll nach Möglichkeit nicht wesentlich schwieriger sein als der Blick durch einen Feldstecher.
Während aber der Zugriff über das Internet einheitliche Terminologien und Standards bei den Datenformaten erfordert, brauchen die Astronomen die Freiheit, ihre Beobachtungsdaten in der Form aufzubereiten, die den jeweiligen Fragestellungen und Besonderheiten des Beobachtungsinstruments am besten entspricht. Software-Werkzeuge zur automatischen Transformierung dieser heterogenen Daten in einheitliche Formate müssen erst noch entwickelt werden. Ein virtuelles Observatorium sollte in der Lage sein, einem Nutzer, der etwa Beobachtungen eines bestimmten Himmelsobjekts im Bereich der Radiowellen, des sichtbaren Lichts und der Röntgenstrahlen vergleichen will, die gewünschten Daten aus den verschiedenen Archiven weltweit zu beschaffen und in geeigneter Form darzustellen.
Ein solches Szenario, so Szalay und Gray, überschreite derzeit noch die Möglichkeiten der Informatik. Gegenwärtig gibt es mehrere nationale Initiativen für virtuelle Observatorien (6), die jedoch das gemeinsame Ziel verfolgen, eines Tages in eine internationale Institution zusammenzufließen.
Einen Vorgeschmack auf ein solches "World-Wide-Telescope" gibt SkyView (7) beim Goddard Space Flight Center der NASA. Hier können die Nutzer über eine relativ einfach zu bedienende Oberfläche den Namen eines Objekts oder die Himmelskoordinaten eingeben, die sie zu sehen wünschen. Das System liefert die entsprechenden Bilder in bis zu sechs Frequenzbereichen. Mit der Suche in den verschiedenen Datenbanken wird der Nutzer nicht mehr behelligt, sondern kann sich ganz auf seine eigentlichen Fragestellungen konzentrieren. Je nach Netzanbindung lässt sich in wenigen Sekunden bis Minuten klären, wie beispielsweise das nächst gelegene Sternsystem Alpha Centauri im Infrarotbereich aussieht.
Das Betrachten astronomischer Objekte im Internet nähert sich von der Einfachheit her immer mehr der Beobachtung des Himmels mit dem bloßen Auge – allerdings mit vieltausendfach verstärkter Sehschärfe und einer Erweiterung auf das gesamte elektromagnetische Spektrum. Der Nutzen des Virtuellen Observatoriums für die astronomische Forschung ist offensichtlich. Parallelbeobachtungen in verschiedenen Frequenzbereichen des elektromagnetischen Spektrums werden erheblich vereinfacht. Auch datenintensive Forschungen werden von der Vernetzung der Archive profitieren – etwa die Suche nach Asteroiden, die mit der Erde kollidieren könnten und sich nur durch winzige Bewegungen inmitten von zigmillionen ähnlicher, schwach leuchtender Punkte verraten. Solche potenziellen Bedrohungen lassen sich nur durch wiederholtes Abtasten des gesamten Himmels und den Vergleich der Aufnahmen identifizieren.
Auch der naturwissenschaftliche Unterricht dürfte profitieren. Schließlich hat die Astronomie viele Berührungspunkte zu anderen Wissenschaften wie Physik, Chemie und Mathematik. Zudem bietet das Virtuelle Observatorium die Möglichkeit, nicht nur die Ergebnisse wissenschaftlicher Forschung zu lernen, sondern den Forschungsprozess selbst und die Bedeutung von Computern dabei unmittelbarer mitzuerleben.
In einer ferneren Zukunft mag die zunehmende Vernetzung der Archive und Prozessoren aber auch dazu führen, dass im Netz selbst Erkenntnisse entstehen, von denen die Menschen an den Terminals gar nichts mehr erfahren müssen. Vielleicht empfängt Gaia eines Tages mit ihren von Menschen gebauten Sinnen Signale von anderen denkenden Planeten. Wird sie uns dann davon berichten? Oder wird sie es verschweigen – um ihren Schwestern das Fieber zu ersparen?
(1) http://www.heise.de/tp/r4/artikel/4/4646/1.html
(2) http://www.eso.org/projects/avo/AVO-IT-paper.html
(3) http://www.eso.org/outreach/info-events/ut1fl/
(4) http://www.heise.de/tp/r4/artikel/4/4681/1.html
(5) http://web.datagrid.cnr.it/
(6) http://www.eso.org/projects/avo/othervos.html
(7) http://skyview.gsfc.nasa.gov/
Telepolis Artikel-URL: http://www.heise.de/tp/r4/artikel/11/11012/1.html
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