L-osservazzjoni, is-simulazzjoni u l-AI jingħaqdu biex jiżvelaw univers ċar

L-astronomi Ġappuniżi żviluppaw teknika ġdida ta 'intelliġenza artifiċjali (AI) biex ineħħu l-istorbju fid-dejta astronomika minħabba varjazzjonijiet każwali fil-forom tal-galaxie. Wara taħriġ estensiv u ttestjar fuq dejta finta kbira maħluqa minn simulazzjonijiet ta 'superkompjuter, huma mbagħad applikaw din l-għodda l-ġdida għal dejta attwali mit-Teleskopju Subaru tal-Ġappun u sabu li d-distribuzzjoni tal-massa derivata mill-użu ta' dan il-metodu hija konsistenti mal-mudelli aċċettati bħalissa tal-Univers. Din hija għodda ġdida b'saħħitha għall-analiżi tad-dejta kbira minn stħarriġ tal-astronomija attwali u ppjanat.

Data ta 'stħarriġ ta' żona wiesgħa tista 'tintuża biex tistudja l-istruttura fuq skala kbira tal-Univers permezz ta' kejl ta 'mudelli ta' lenti gravitazzjonali. Fil-lenti gravitazzjonali, il-gravità ta 'oġġett ta' tagħrif miksub, bħal grupp ta 'galassji, tista' tgħawweġ l-immaġni ta 'oġġett fl-isfond, bħal galaxie aktar imbiegħda. Xi eżempji ta 'lenti gravitazzjonali huma ovvji, bħall-"Għajn ta' Horus." L-istruttura fuq skala kbira, li tikkonsisti l-aktar minn materja "skura" misterjuża, tista 'tgħawweġ il-forom ta' galaxies imbiegħda wkoll, iżda l-effett tal-lenti mistenni huwa sottili. Il-medja fuq ħafna galassji f'żona hija meħtieġa biex tinħoloq mappa tad-distribuzzjonijiet tal-materja skura tat-tagħrif miksub.

Iżda din it-teknika li tħares lejn ħafna stampi tal-galaxie tiffaċċja problema; xi galaxies huma biss intrinsikament ftit umoristiċi tfittex. Huwa diffiċli li ssir distinzjoni bejn immaġni tal-galaxie mgħawġa minn lenti gravitazzjonali u galaxie li fil-fatt hija mgħawġa. Dan jissejjaħ ħoss tal-forma u huwa wieħed mill-fatturi li jillimitaw fir-riċerka li tistudja l-istruttura fuq skala kbira tal-Univers.

Skematika tal-intelliġenza artifiċjali użata f'dan l-istudju, netwerk ġenerattiv avversarju (GAN). L-ewwel netwerk, imsejjaħ il-ġeneratur tal-immaġni G, jistma u joħroġ mappa tal-lenti denoised minn mappa tal-lenti storbjuża. It-tieni netwerk, id-diskriminatur tal-immaġni D, iqabbel il-mappa tal-lenti maħluqa minn G mal-mappa vera tal-lenti mingħajr ħsejjes u jidentifika l-immaġni maħluqa minn G bħala foloz. Billi ddaħħal numru kbir ta 'pari ta' mapep tal-lenti storbjużi/ħieles mill-istorbju fiż-żewġ netwerks, G huwa mħarreġ biex jagħmel mapep tal-lenti li jkunu eqreb lejn l-oriġinali, u D huwa mħarreġ biex isib b'mod aktar preċiż il-prodotti foloz magħmula minn G. F'dan l-istudju , 25,000 par ta 'mapep tal-lenti storbjużi u ħielsa mill-istorbju miksuba minn simulazzjonijiet numeriċi bl-użu ta' ATERUI II intużaw biex jinħoloq netwerk stabbli. Fl-aħħarnett, ġeneratur tal-immaġini mħarreġ G jistma mappa tal-lenti denoised ibbażata fuq il-mappa tal-lenti ta 'osservazzjoni storbjuża attwalment osservata. Kreditu: NAOJ
Biex jikkumpensa għall-istorbju tal-forma, tim ta 'astronomi Ġappuniżi l-ewwel uża ATERUI II, l-aktar superkompjuter b'saħħtu fid-dinja ddedikat għall-astronomija, biex jiġġenera 25,000 katalgu ta' galaxie finta bbażati fuq data reali mit-Teleskopju Subaru. Imbagħad żiedu ħsejjes realisti ma 'dawn is-settijiet ta' dejta artifiċjali magħrufa perfettament, u ħarrġu AI biex tirkupra statistikament il-materja skura tal-lenti mid-dejta finta.

Wara t-taħriġ, l-AI setgħet tirkupra dettalji fini li qabel ma kinux osservati, u għenet biex intejbu l-fehim tagħna tal-materja skura kożmika. Imbagħad bl-użu ta 'din l-AI fuq data reali li tkopri 21 grad kwadru tas-sema, it-tim sab distribuzzjoni ta' massa ta 'tagħrif miksub konsistenti mal-mudell kożmoloġiku standard.

“Din ir-riċerka turi l-benefiċċji tal-kombinazzjoni ta’ tipi differenti ta’ riċerka: osservazzjonijiet, simulazzjonijiet, u analiżi tad-dejta tal-AI,” jgħid Masato Shirasaki, il-mexxej tat-tim, “F’din l-era ta’ dejta kbira, jeħtieġ li ngħaddu l-konfini tradizzjonali bejn l-ispeċjalitajiet. u uża l-għodod kollha disponibbli biex tifhem id-dejta. Jekk nistgħu nagħmlu dan, se tiftaħ oqsma ġodda fl-astronomija u xjenzi oħra.”