Aanvulling op college 1

Wil jij echte hoorcolleges volgen over Sterrenkunde?

Aanvulling op college 1

7 november 2019 Colleges 0

Eerste college 2019-2020

Op zaterdag 31 augustus 2019 verzorgde Thomas Bronzwaer een lezing over Sterrenkunde; opleiding, onderzoek & informatica! We speelden met dit onderwerp in op jullie vragen over hoe je sterrenkundige kunt worden en welk werk je dan kunt gaan doen. Je kreeg een echt kijkje in de keuken van wetenschappelijk onderzoek!

Het college bestond uit twee delen:.

  1. Opleiding & onderzoek en de carrièremogelijkheden voor een sterrenkundige;
  2. Wat is de rol van informatica en computers in sterrenkundig onderzoek?

Opleiding

De opleidingen die je moet doorlopen om een hoogleraar (in Sterrenkunde) te worden zijn:

  1. Basisschool en Middelbare school (VWO)
  2. Universiteit: Bachelor - titel: BSc (3-4 jaar)
  3. Universiteit: Master - titel: MSc  (2 jaar)
  4. Universiteit: PhD - titel: Dr. 
  5. Onderzoeker (PostDoc)
  6. Assistent Professor (universitair docent)
  7. Hoogleraar - titel: Prof.

Het antwoord op de vraag, over welke vakken je nodig hebt om aan stap 2 (Bacheloropleiding) te kunnen beginnen, hangt heel erg af van de universiteit waar je gaat studeren. Bekijk de eisen die enkele universiteiten in Nederland stellen  voor hun bacheloropleidingen:

Op al deze pagina's vind je in meer of mindere mate informatie over de vooropleiding en de vakken die je perse moet hebben behaald. Voor specifieke vragen kun je het beste op school met je decaan overleggen of naar open dagen van de bewuste universiteit gaan, waar je volop vragen kunt stellen aan docenten en studenten.

Programmeren

Thomas vertelde ook over de toepassingen van programmeren in de sterrenkunde en hoe het werk van een sterrenkundige eruit kan zien. Omdat Thomas een BSc in Computer Science heeft (= programmeren) - en ook nog een BSc in Aerospace Engineering en een MSc in Sterrenkunde - is het logisch dat programmeren een belangrijk onderdeel van zijn werk is. Hij stelde het script in Python beschikbaar dat hij maakte en nu kun je zelf spelen met een programma dat simulatiedata van zwarte gaten inleest en een afbeelding produceert.

  1. Waar wordt programmeren voor gebruikt?

Programmeren wordt gebruikt op talloze verschillende manieren binnen de wetenschap. Denk aan:

  • Besturingssoftware voor telescopen in de ruimte en op aarde;
  • Dataverwerking van wat die telescopen waarnemen;
  • Uitrekenen van theoretische simulaties.

Je kunt je voorstellen dat deze toepassingen diverse soorten software vereisen die met verschillende programmeertalen worden ontwikkeld. Software in de ene taal draait nou eenmaal heel erg snel en zo’n taal is dan perfect geschikt voor simulaties waar computers dagen of weken voor moeten rekenen. De programmeertaal C is een voorbeeld van zo’n taal.

Andere programmeertalen zijn langzamer maar die programmeercode is makkelijker en programma’s zijn sneller te schrijven. Omdat er een grote bibliotheek beschikbaar is van voorgebouwde sub-programmaatjes die je kunt gebruiken en waarmee je snel een groot programma kunt maken dat iets doet waar niet veel rekenkracht voor nodig is. Zoals het maken van een plot. Python is een voorbeeld van zo’n soort taal.

In het college heeft Thomas jullie diverse plots laten zien van zwarte gaten-data. Dit gaan we samen opnieuw doen, op jouw computer.

  1. Toepassing: plot van zwarte gaten-data met Python

Om de programmacode van Thomas te kunnen uitvoeren moet Python op je computer staan en moet je het kunnen aanroepen. Een makkelijke manier om dit te doen is met Canopy. Canopy (van Enthought) is een Pythonversie voor een wetenschappelijke analyseomgeving. Hiermee kun je eenvoudig Python programmacodes laden en draaien. We doorlopen hieronder de stappen die nodig zijn:

2.1 Installeer Python Canopy

Ga naar de volgende link en download Canopy voor jouw operating system: https://assets.enthought.com/downloads/

Scroll naar beneden en zorg dat je de juiste versie kiest: Linux, Apple, Windows en 64- of 32-bits. Installeer Canopy en start het op. Het is een gratis programma ook wel: open source.

2.2 Download de data

Vervolgens moeten we de zwarte gaten-data downloaden. In dit bestand staan gegevens over de vorm van een zwart gat zoals dat door Thomas en zijn afdeling is onderzocht.

Maak op je computer een map/folder aan, bijvoorbeeld: c:\zwartgat  en download dan de data naar die map/folder:

https://www.dropbox.com/s/3udrmbn7haah0vw/image_data.dat?dl=0

2.3 Run Thomas’ Pythonscript in Canopy

Download ook het Python-programma van Thomas naar dezelfde map/folder als hierboven:

https://www.dropbox.com/s/394nzpzpnizxyjl/BlackHolePlotter.py?dl=0

Open in Canopy het script BlackHolePlotter.py of sleep het er naar toe. Nu zijn er nog twee stappen te gaan, die ook in het script zelf beschreven staan:

  • Pas het datapad aan in regels 41 en 85 (let op de / van linksonder naar rechtsboven);
  • Run het script (Ctrl+R) of het groene icoontje in de balk bovenin.

Het script is niet voor eindgebruikers/consumenten bedoeld en er komt geen melding dat het gelukt is. Als het niet gelukt is, dan zie je een foutmelding. Om te controleren of het werkt kijk je in de bewuste map/folder of het plaatje er staat. Helemaal onderaan deze pagina staat overigens het plaatje dat je zelf kunt maken.

2.4 Suggesties voor aanpassingen

In het script staan her en der suggesties voor aanpassingen. Zo kun je de afbeelding spiegelen, etc.

Als je het script hebt verpest en het niet meer wil draaien, download het dan gewoon opnieuw!

  1. Zelf leren programmeren

Realiseer je dat er veel toepassingen zijn: web development, wetenschappelijk rekenen, dataverwerking, game development… Allemaal vakken op zich, met hun eigen technieken en gewoontes. Maar voor allemaal moet je de basics van programmeren kennen.

Online bestaat veel goed lesmateriaal. Voor de echte beginners is er “Let’s learn Python”, een serie opdrachten die in Amerika zijn bedacht: http://www.letslearnpython.com/learn/.

Voor gevorderden is www.cprogramming.com altijd goed.

Thomnas heeft het steeds over Python en C omdat het goede voorbeelden zijn van twee kanten van programmeren: met Python kun je heel snel mooie resultaten bereiken, maar het draait wat minder snel. C is iets ouderwetser, maar stelt je in staat om de modernste game-engines en simulaties te bouwen, zo snel is het.

Reken erop dat programmeren soms lastig is om mee te beginnen: je moet allerlei dingen installeren en aan de praat krijgen voor je je eerste programma’s kunt schrijven. Het gebruiken van een Integrated Development Environment (IDE) is aan te raden; dit zijn een soort tekstverwerkers waarin je je code kunt schrijven, en die ook meteen kunt uitvoeren (Canopy is een voorbeeld voor Python; een goede IDE voor C is Code::Blocks).

Op school en op de universiteit kun je natuurlijk ook vakken volgen. Realiseer je dat die vakken lang niet altijd precies gaan over waar je zelf NU het meeste zin in hebt, qua programmeren. Het ene vak is nuttiger dan het andere; zelf leren programmeren is sowieso altijd een goed idee, als is het alleen maar dat je zo onbeperkt je creativiteit kwijt kunt.

Als alles goed is moet je dit plaatje kunnen zien.