氦氣與黑洞圖像有什么聯(lián)系？

上周三面世的第一張黑洞照片對(duì)人類來說是歷史性的時(shí)刻。幾十年來，黑洞的概念引得無數(shù)科學(xué)家和科幻愛好者著迷，因其與我們?nèi)绾卫斫饪臻g和時(shí)間的本質(zhì)有關(guān)。這張黑洞表面的正面成像，這個(gè)光都無法逃脫的強(qiáng)大重力場(chǎng)，驗(yàn)證了存在100年以上、對(duì)我們宇宙的形成具有深遠(yuǎn)的意義的廣義相對(duì)論的概念。

除此之外，你可能沒注意到——

在這個(gè)故事背后，還有很多細(xì)節(jié)令人驚嘆：

這是一次對(duì)“不可見”的成像捕捉；

這是一個(gè)對(duì)遠(yuǎn)在5500萬光年之外星系的探索；

這是一個(gè)大小是地球的三百萬倍黑洞；

這個(gè)黑洞的質(zhì)量，是地球上太陽的65億倍。

然而，您可能忽略的一個(gè)細(xì)節(jié)是，構(gòu)成此圖像的數(shù)據(jù)是在2017年被捕捉到的。

The Register在上周五提到，為了采集這張圖像的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們需要在位于世界各地的望遠(yuǎn)鏡陣列上協(xié)同合作。這一任務(wù)，需要盡可能準(zhǔn)確地理解黑洞的物理特性，需要?jiǎng)?chuàng)建一種新的算法來渲染黑洞的視覺表現(xiàn)，并需要設(shè)計(jì)出能夠最好支持這個(gè)獨(dú)特任務(wù)的硬件。

2015年，Event Horizon Telescope（簡(jiǎn)稱EHT）項(xiàng)目表示，他們將使用我們的（當(dāng)時(shí)為HGST品牌）Ultrastar?HelioSeal?硬盤（HDD）來存儲(chǔ)所采集的這一超大質(zhì)量黑洞的成像數(shù)據(jù)。這是世界上第一個(gè)，也是當(dāng)時(shí)唯一的氦氣密封硬盤硬盤。

使用氦氣密封硬盤是EHT確保數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程采集的唯一途徑，特別是在高海拔的天文臺(tái)上——所有其他存儲(chǔ)設(shè)備由于惡劣的環(huán)境條件都難免發(fā)生物理故障。

超越空氣的環(huán)境

在高海拔地區(qū)，空氣稀薄將是非常致命的（想想所有在珠穆朗瑪峰上喪失生命的人）——這里的“致命”不僅僅是對(duì)人類而言，也是對(duì)硬盤而言。硬盤內(nèi)部的讀/寫磁頭實(shí)際上是在我們稱之為“空氣軸承”的磁盤表面上飛行。如果沒有足夠的空氣，磁頭就會(huì)撞到磁盤上。

氦是可觀測(cè)宇宙中第二輕和第二豐富的元素，密度只有空氣的1/7，因此用氦氣填充硬盤并加以密封以后，就會(huì)帶來無盡優(yōu)勢(shì)，而不僅僅是能夠在高海拔地區(qū)運(yùn)行。

例如，由于湍流比空氣更少，磁頭在氦氣密封的硬盤中讀取和寫入數(shù)據(jù)時(shí)就可以更精確地運(yùn)行，這樣，我們就可以將更多數(shù)據(jù)軌道壓縮到磁盤上。由于環(huán)境更薄，我們還可以使用更薄的磁盤，從而在單個(gè)硬盤中添加更多磁盤并提高密度，于是就能夠提供更高級(jí)別的容量。

這項(xiàng)技術(shù)為硬盤設(shè)計(jì)帶來了巨大的創(chuàng)新。目前，我們已經(jīng)開始使用第五代氦氣密封硬盤，其能夠?yàn)樽罡呷萘康挠脖P提供動(dòng)力。所有這些創(chuàng)新都能夠幫助EHT項(xiàng)目所需的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。

特大質(zhì)量的黑洞需要海量的數(shù)據(jù)

在為期五天的項(xiàng)目中，EHT項(xiàng)目收集了大約4.5PB的數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)令人吃驚。這些數(shù)據(jù)需要在多個(gè)地理地點(diǎn)進(jìn)行采集，有時(shí)需要在惡劣環(huán)境（如高海拔地區(qū)）中收集，并以64千兆位/秒的速率進(jìn)行記錄。如果通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸這些數(shù)據(jù)，將需要一個(gè)多月的時(shí)間！因此，該項(xiàng)目需要設(shè)計(jì)一種能夠提供極高容量的解決方案，而且可以進(jìn)行物理運(yùn)輸，并在極端條件下提供可靠運(yùn)行的高帶寬。

指導(dǎo)了EHT項(xiàng)目的哈佛-史密森尼天體物理學(xué)中心、麻省理工學(xué)院教授Shep Doeleman在2015年表示：“使用氦氣密封硬盤是確保在距離較遠(yuǎn)地點(diǎn)采集到數(shù)據(jù)的唯一辦法。例如，我們?cè)谀鞲绲母吆０翁煳呐_(tái)，在那里所有其他的存儲(chǔ)設(shè)備都會(huì)失效。此外，每個(gè)硬盤的高容量確保了我們能夠構(gòu)建總體上更密集、更少量的機(jī)箱?！?/p>

氦氣密封技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)這一成就的重要組成部分。

黑洞圖像算法的計(jì)算機(jī)科學(xué)家們正在熱烈慶祝這張照片被瘋狂轉(zhuǎn)載，而我們，很高興看到這些硬盤出現(xiàn)在了照片中！

用數(shù)據(jù)解決世界上最大的挑戰(zhàn)

數(shù)據(jù)是一種不可或缺的東西，它能夠讓人類更好地了解自己和周圍的世界，去發(fā)現(xiàn)隱藏的模式，揭示新的洞察，做出新的發(fā)現(xiàn)，治愈多種疾病，更好地保護(hù)地球。我們很自豪能夠創(chuàng)新、設(shè)計(jì)和構(gòu)建了這樣的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，使世界得以解決其最大的挑戰(zhàn)。而能在這次舉世矚目的成就之中貢獻(xiàn)一臂之力，則愈發(fā)提醒了我們保持謙卑、砥礪奮進(jìn)。

作者 :西部數(shù)據(jù)公司全球市場(chǎng)和傳播副總裁 Cindi Grace