大数据天文学：以一种新的方式使用统计学来解读宇宙。信用:Unsplash/CC0公共领域
据阿拉巴马大学亨茨维尔分校（拉斯·纳尔逊）：数字时代给统计学和天文学领域都带来了巨大的好处。然而，据阿拉巴马大学(UAH)亨茨维尔分校的物理学和天文学教授Max Bonamente博士说，大多数天文学家没有得到足够的培训，无法认识到将这些学科结合在一起所能获得的实质性好处。他和他的同事们正致力于通过新兴的天体统计学领域的开创性研究来改变这一切。
博纳蒙特博士在《皇家天文学会月报》上发表了一篇论文，展示了概率分布中的一种创新性新扭曲，有望彻底改变宇宙学数据的解释方式。
“传统上，天文学家是糟糕的统计学家——我们喜欢‘边走边补统计数据’，”这位研究人员解释道。“我最新的论文是一种解释系统误差的新方法。它描述了我开发的一种新的概率分布方法，这是以前从未想过的。这是令人讨厌的东西，但是在从观察中得出结论方面具有现实意义。许多天文学家没有必要的数学背景来仔细做统计。这很难，因为统计学本质上是很难的数学。很少有人愿意花额外的时间去做这件事。当然，并不是每个人都有这种感觉。”
一个名为iid2022:事件数据的统计方法和副标题为照亮动态宇宙的研讨会的成功证明了这一点，该研讨会最近由阿拉巴马大学系统的UAH主办。博纳门特博士和他的同事、空间科学助理教授赵玲玲博士组织了这次讲习班。
该会议旨在培训年轻科学家掌握分析和解释数据的适当统计方法，包括利用先进软件对样本问题进行动手协作分析。这次会议还为天文学家和相关领域的研究人员提供了一个论坛，交流事件数据分析的最新进展。
“事件数据”是单个事件的集合——在天文学中，通常是光子，但也包括中微子或其他粒子。这些事件可以通过统计应用作为位置(图像)、时间(如光变曲线)或能量或波长(光谱)的函数来研究。事件也可以定义为数量的集合，例如通过测量宇宙微波背景检测到的引力波事件或星系团，宇宙微波背景是可以在宇宙中自由传播的第一束光的冷却残余。
Bonamente博士出生于意大利，1997年移居美国，是UAH大学的校友，在UAH大学获得了物理学硕士和博士学位，在那里他开发了一种称为马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)的统计方法用于分析宇宙事件。MCMCs包括一类在概率分布中使用的特殊算法，概率分布是一种数学函数，给出实验中不同可能结果出现的概率。
“这些方法使得更快、更准确地分析数据成为可能，”研究人员指出。“如今，机器学习在天文学中无处不在。例如，我们使用MCMCs来测量哈勃常数，这在当时是一件大事。”哈勃常数是宇宙学中最重要的数字之一，因为它告诉我们宇宙膨胀的速度。
Astrostatistics代表了天文学大数据管理和分析的未来，因为最新技术正在产生数量惊人的数据，其复杂性令人难以置信。随着无线电、微波、红外、X射线、伽马射线、干涉仪和光学仪器中新的数据收集机制的发展，分析这些数据的挑战只会呈指数级增长，这将需要新的统计算法和技术来理解所有这些数据。
“大多数天文学家或物理学家对概率论知之甚少，更不用说统计学了，”博纳门特博士指出。“科学家的工作应该是小心谨慎，不要屈服于寻找伟大的新成果的欲望，当它不存在的时候。所以，把数学和天文学结合起来，对我来说是自然而然的方向。”
