ИИ помогает НАСА точно определить самые сильные взрывы во Вселенной
Рассвет искусственного интеллекта (ИИ) положил начало эпохе преобразований, обещая изменить все стороны нашей жизни. Теперь искусственный интеллект вышел за пределы Земли и поможет ученым НАСА раскрыть секреты космоса, в том числе местоположение всплесков гамма-лучей (GRBs).
Это захватывающее пересечение технологий и астрономии стало реальностью благодаря недавнему исследованию, проведенному Марией Дайнотти, приглашенным профессором Невадского центра астрофизики при университете UNLV.
Дайнотти и ее команда использовали возможности искусственного интеллекта, чтобы проникнуть в загадочный мир гамма-всплесков (GRB) - самых ярких и сильных взрывов во Вселенной.
Используя модели машинного обучения, они добились беспрецедентной точности в измерении расстояний до этих космических бегемотов. Этот прорыв имеет далеко идущие последствия для нашего понимания эволюции Вселенной и жизненных циклов звезд.
Что такое гамма-всплески (ГВС)?
Представьте себе взрыв такой силы, что за несколько секунд он выделяет столько энергии, сколько наше Солнце выделяет за всю свою жизнь. Это и есть внушающая благоговение мощь GRB.
Эти катаклизмы видны на огромных космических расстояниях, даже на самом краю наблюдаемой Вселенной. Их блеск делает их бесценным инструментом для астрономов, стремящихся изучить самые древние и далекие звезды.
Но есть одна загвоздка: современные технологии наблюдений ограничивают наши возможности по сбору данных, необходимых для расчета расстояний до всех известных GRB. Именно здесь на помощь приходит гениальный подход Дайнотти.
Объединив данные о всплесках гамма-лучей из обсерватории НАСА «Свифт» Нила Герелса с несколькими моделями машинного обучения, она преодолела эти ограничения, что позволило сделать гораздо более точные оценки расстояний.
ИИ в роли космического детектива
«Это исследование открывает новые горизонты как в гамма-астрономии, так и в машинном обучении», - говорит Дайнотти.
«Последующие исследования и инновации помогут нам добиться еще более надежных результатов и позволят ответить на некоторые из самых актуальных космологических вопросов, включая самые ранние процессы в нашей Вселенной и ее эволюцию с течением времени».
Одно из исследований Дайнотти было посвящено использованию методов машинного обучения для определения расстояний до GRB, наблюдаемых ультрафиолетовым/оптическим телескопом Swift (UVOT) и наземными телескопами.
Результаты оказались удивительно точными, что позволило исследователям с поразительной точностью оценить количество GRB в заданном объеме и времени.
В другом исследовании Дайнотти и ее коллеги использовали мощный метод машинного обучения под названием Superlearner для измерения расстояний до GRB, используя данные рентгеновского телескопа НАСА Swift.
Superlearner объединяет несколько алгоритмов, присваивая им веса в зависимости от их предсказательной силы. Этот инновационный подход значительно повысил надежность оценок расстояний для большой выборки GRB.
Освещая происхождение гамма-всплесков
Но на этом открытия не закончились. В третьем исследовании, проведенном астрофизиком Вахе Петросяном и Дайнотти из Стэнфордского университета, использовались рентгеновские данные Swift, чтобы пролить свет на загадочный вопрос о том, как образуются GRB.
Результаты исследования опровергли общепринятую точку зрения, предположив, что некоторые длинные GRB могут возникать в результате слияния невероятно плотных объектов, таких как нейтронные звезды, а не в результате коллапса массивных звезд.
«Это открывает возможность того, что длинные GRB на небольших расстояниях могут возникать не в результате коллапса массивных звезд, а в результате слияния очень плотных объектов, таких как нейтронные звезды», - объясняет Петросян.
Новая эра космических исследований
Последствия этого исследования обширны и глубоки. Расширив наши возможности по измерению расстояний до GRB, ученые смогут глубже понять эволюцию звезд и общую структуру Вселенной.
Обнаружение альтернативных механизмов образования длинных GRB открывает новые пути для изучения самых экстремальных космических явлений.
Сейчас Дайнотти и ее коллеги работают над тем, чтобы сделать свои инструменты машинного обучения доступными для широкой научной общественности с помощью интерактивного веб-приложения.
Это позволит астрономам во всем мире использовать их новаторские разработки и углубить наше понимание космоса.
Слияние искусственного интеллекта и астрономии открыло новую эру космических исследований. С каждым новым открытием мы становимся все ближе к разгадке тайн Вселенной и нашего места в ней. Будущее астрономии светло, и ИИ освещает путь вперед».
Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal Letters.
