Blogi

Analytiikalla avaruuteen asti?

Suurien kaukoputkien ja uusien entistä herkempien mittalaitteiden avulla maailmankaikkeutta on pystytty havainnoimaan ja kartoittamaan entistä tarkemmin. Kuten niin monella muulla tieteen ja liiketoiminnan alalla viime vuosikymmenien digitalisaatiolla ja datamäärien räjähdysmäisellä kasvulla on ollut perustavanlaatuinen vaikutus tähtitieteeseen. Nämä kehitysaskeleet ovat johtaneet siihen, että tähtitieteellisen datan määrä arviolta tuplaantuu joka vuosi ja että kehityksen odotetaan jatkuvan samansuuntaisesti. Suurien datamäärien johdosta edistyneet analyyttiset ja tilastolliset menetelmät korostuvat dataa analysoidessa.

Yksi havainnollistava esimerkki löytyy galaksijoukkojen ja -ryhmien tutkimuksesta. Nämä ovat maailmankaikkeuden suurimpia rakenteita. Niiden halkaisijat ovat miljoonia valovuosia ja massa voi olla jopa yli miljoona miljardia kertaa auringon massa. Koska galaksijoukot ovat maailmankaikkeuden suurimpia rakenteita, voidaan niiden lukumäärää ja kehityshistoriaa tutkimalla määritellä koko maailmankaikkeuden ominaisuuksia ja esimerkiksi pimeää energiaa. Tätä varten on havaittava mahdollisimman suuri määrä galaksijoukkoja sekä määritettävä niiden massa mahdollisimman tarkasti.

Galaksijoukot löydetään parhaiten niiden kuuman galaksienvälisen kaasun säteilemän röntgensäteilyn avulla. Tämä säteily voidaan havaita avaruudessa sijaitsevilla röntgenkaukoputkilla. Tällä hetkellä tällä tavalla on tunnistettu joitakin tuhansia galaksijoukkoja. Määrä tulee kasvamaan lähivuosina arviolta noin sataan tuhanteen, joka on huomattava osa galaksijoukkojen arvioidusta lukumäärästä koko näkyvässä maailmankaikkeudessa. Tällöin valtaosa maailmankaikkeuden suurimmista rakennuspaloista saataisiin kartoitettua. Pullonkaulaksi edellä mainitun tapaisille kosmologisille tutkimuksille muodostuu massan mittaamisen haastavuus: tarkkoja gravitaatiolinssi-ilmiön kautta mitattuja massoja pystytään mittaamaan ainoastaan muutamalle tuhannelle kohteelle.

Tässä tapauksessa voidaan kuitenkin tehdä malli, jonka avulla ennustetaan galaksijoukon massa röntgensäteilyn absoluuttisen kirkkauden perusteella. Absoluuttinen kirkkaus tunnetaan, kun kohde on havaittu ja sen etäisyys maasta on mitattu. Hieman yksinkertaistaen voi teoreettiseesti osoittaa, että massan logaritmin ja absoluuttisen röntgenkirkkauden logaritmin välillä on lineaarinen riippuvuus. Tämän pohjalta voidaan tehdä ennustemalli, joka koostuu painotetusta lineaariregressiosta massan ja absoluuttisen kirkkauden logaritmien välille. Tässä yhteydessä on esimerkkidatana käytetty 75 galaksijoukkoa ja -ryhmää. Malli osoittaa, että kirkkauden ja massan välillä on vahva riippuvuus ja mallin tarkkuus on yhdenmukainen teoreettisen mallin tarkkuuden kanssa. Mallin avulla voi siis kirkkauden avulla ennustaa galaksijoukon massan. Kaikki tieteelliset standardit täyttävä analyysi edellyttäisi vielä, että esimerkiksi datan mittavirheet ja kohteiden valintaefektit otettaisiin tarkemmin huomioon.

Esimerkki osoittaa, että Houston Analyticsin käyttämää SPSS Modeler ja ennakoiva analytiikka soveltuvat mitä erilaisimpien ongelmien ratkaisuun. Houston Analytics tarjoaa analytiikan ja tiedolla johtamisen ratkaisuja myös tässä esiteltyä maanläheisempiin sovellusalueisiin.

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-1573-7