计算机专业与现代天文学的联系

摘要：21世纪是一个高度信息化数据化的时代，而计算机是我们在充斥在我们生活的方方面面，我们很难想象一个在没有计算机的世界里我们的生存状态。计算机不仅在生活当中改变我们的生活方式，计算机自身的高速发展也促进了天文学等诸如学科的发展。原因在于计算机本身可以为探测宇宙提供很好的帮助，提供各种各类的设备，计算机本身还为探测天文宇宙等开辟了一个全新的视角，一种新的思维模式——计算思维，为天体的探测处理庞大的数据和信息。并且计算机其本身对数据的处理与分析是非常精细的。

关键词：计算机;现代天文学;测量;数据分析

正文

天文学是研究天体和宇宙的科学，由于天文学的研究对象往往具备地面实验室难以达到的条件：极端的冷与热、缓变与爆炸、稀薄与密集、极高能量、极强磁场、极大引力与极长时标的演化。这些在普通的实验室中运用一般技术难以实现，只能采用计算机进行模拟。用设计好的电脑程序来运行宇宙的演变。可以说现代天文学的发展已经离不开计算机的工作。

天文学是以观测为基础的科学。与其他的实验方法不同，天文探测是一种被动的实验，通常观测的对象距离观测者极其遥远，本身的尺度极大，演变时间极长，而且往往涉及到一些极端的物理条件。并且随着技术的发展，天文学家直接用眼睛对着望远镜观测天体的时代已经成为历史。在现在化的天文台里，天文学家的工作场所可能离望远镜很远，他们面对的是计算机终端或其他信息显示设备。在远处，甚至太空中的望远镜传来的信息，经过计算机的处理，已经不再是简单的一张图片，其中还会包括更精确的数据。

计算机模拟在天体的观测及理论实现方面发挥着越来越重要的作用。利用计算机建立的模拟模型使我们更加方便。快捷地得到天体甚至宇宙的演变过程。如恒星模型、星系模型、宇宙膨胀模型等等。

天文学得发展离不开数据的积累。这些资源在早期科技还不十分发达的时代，只能靠人们凭肉眼或者利用有限的设备区观测获取，数据的获取数量上十分的有限，而且在地里上的分散性也使得科学家们很难共同享有这些数据。在科技高速发展的21世纪，计算机领域内不断涌现的新技术也使天文数据有了革命性的飞跃。大数据的发展，云计算的新出，使得天文学的发展更飞速。计算机领域内不断涌现的新技术也是的天文数据有了革命性的飞跃。天文的测得数据数据日产量甚至以十亿甚至十万亿的量级来计算。这种情况下，传统的数据存储和管理的方式远远不能满足。21世纪是大数据时代，也是计算机领域飞速发展的时代。计算机技术和天文学相结合产生了“虚拟天文台”的概念一经提出便迅速得到了世界的许多国家的天文学家和计算机专家的关注。虚拟天文台是利用先进的信息技术将各种天文研究资源以统一的服务模式无缝透明地汇集到一起，形成一个统一的数据密集型的网络化天文研究与科普教育平台。虚拟天文台吸收了网格等先进的技术，将集成无数的资源，提供丰富的服务。在虚拟天文台环境下海量数据不但是巨大的数据资源，也是向天文学家和社会各界提供天文数据服务的重要基础。处在计算机和天文学的交叉地带的虚拟天文台，其海量天文数据的存储与访问是计算机技术的一个典型应用场景，是在网格技术不断发展、数据密集型和计算密集型的应用越来越多的今天所提出的一个重要课题。

在虚拟天文台环境下，海量数据的访问要求传统的数据访问应用或服务能够应对前所未有的海量数据的压力。为了在海量数据中迅速定位和访问到目标文件，需要有海量文件检索技术的支持。在这方面，在计算机文档库中检索关键词的全文检索技术目前已经取得了较大进展。

通过利用计算机技术，虚拟天文台给天文数据分析研究带来了一个革命性的发展，利用大数据和云计算，使得对天文学家对天文的数据更好的汇总与了解。能够得到更多更全面的信息。通过运用计算机专业的相关的一些相关的知识，我们可以更精确的去学习天文学，理解天文学得内在含义。然后简单的举例说明。首先，在我们观测到一个还没有发现的天文现象的时候，天文學家还没有给出满意的答案的相关天文问题，然后想想这个天问问题的最初的相关条件，我们可以通过计算机的一些相关知识，例如可以写成相关的代码程序。这些程序中包含宇宙中物理如何的工作，引力如何工作，光如何传播和吸收，等等。我们可以运用我们的计算机模拟，看看它到底发生了什么。这个结果在地球上是否是真实存在的。

计算机技术在现代天文学中的应用是十分有必要的，不仅促进了人类社会的发展，还带动了历史的进程。当天文学家在苦苦思索仍然找不到精确的满足微分方程的解时，转而运用计算思维寻找近似解，并且将计算机运用到自己领域。运用计算机模拟，将天文中的一些现象写进计算机代码中，在计算机中进行模拟实现，从而实现我们可以观察到的天文现象。如今，天文学已经演变成一个基于大量数据进行反复运算的科学。俗话说，“工欲善其事，必先利其器”。正是由于计算机先进的技术，使得天文的观测不仅仅局限在地球上，而是深入到大气层之外，深入了更遥远的空间深处。这也使得天文学取得了飞速的发展。