使用人工智能分析來自天文學(xué)調(diào)查的大數(shù)據(jù)

使用人工智能分析來自天文學(xué)調(diào)查的大數(shù)據(jù)

日本研究人員開發(fā)了一種突破性的方法來減輕天文學(xué)調(diào)查中形狀噪聲的影響。

美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)研究所(NINS) 的科學(xué)家們創(chuàng)造了一種新的人工智能 (AI) 方法來消除由于星系形狀隨機(jī)變化而出現(xiàn)在天文數(shù)據(jù)中的形狀噪聲。

在對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬生成的大量模擬數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行全面培訓(xùn)和測(cè)試后，研究人員隨后將這種創(chuàng)新儀器用于日本國(guó)家天文臺(tái)斯巴魯望遠(yuǎn)鏡的真實(shí)數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)使用這種技術(shù)產(chǎn)生的質(zhì)量分布與最當(dāng)代公認(rèn)的宇宙模型是一致的。因此，這個(gè)強(qiáng)大的工具將有助于評(píng)估和評(píng)估來自當(dāng)前和未來計(jì)劃的天文學(xué)調(diào)查的大數(shù)據(jù)。

天文學(xué)家的研究已發(fā)表在 2021 年 6月的《皇家天文學(xué)會(huì)月報(bào)》上。

引力透鏡

通過計(jì)算引力透鏡模式，可以利用來自天文學(xué)調(diào)查的廣域數(shù)據(jù)來探索和研究宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)。

在引力透鏡中，前景物體（例如星系團(tuán)）的重力會(huì)干擾背景物體的圖像，例如在其后面但在同一視線內(nèi)的更遙遠(yuǎn)的星系。引力透鏡的一個(gè)突出例子是荷魯斯之眼。

這很像透過巨大的放大鏡看。這種新穎的現(xiàn)象使科學(xué)家能夠觀察和研究早期星系的細(xì)節(jié)，這些星系太遠(yuǎn)了，無(wú)法用目前可用的技術(shù)和望遠(yuǎn)鏡看到。

在某些情況下，小得多的物體，例如單個(gè)恒星，當(dāng)它們經(jīng)過更遙遠(yuǎn)的恒星前面時(shí)，可以表現(xiàn)為引力透鏡。然后，在很短的一段時(shí)間內(nèi)，有時(shí)只有幾天或幾周，來自更遠(yuǎn)恒星的光會(huì)在更近的物體的引力作用下暫時(shí)變得更亮。

主要由神秘的暗物質(zhì)組成的大規(guī)模結(jié)構(gòu)也可以扭曲遙遠(yuǎn)星系的形狀，但預(yù)期的透鏡效應(yīng)是微妙的。對(duì)一個(gè)區(qū)域內(nèi)的許多星系進(jìn)行平均對(duì)于繪制前景暗物質(zhì)分布圖至關(guān)重要。

然而，這種研究許多星系圖像的方法也帶來了挑戰(zhàn)：通常很難區(qū)分被引力透鏡扭曲的星系圖像和實(shí)際扭曲的星系。這被稱為形狀噪聲，是目前研究人員研究宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的限制因素之一。

利用人工數(shù)據(jù)集

為了補(bǔ)償形狀噪聲，日本科學(xué)家團(tuán)隊(duì)首先應(yīng)用世界上最強(qiáng)大的天文學(xué)超級(jí)計(jì)算機(jī) ATERUI II，根據(jù)斯巴魯望遠(yuǎn)鏡的真實(shí)數(shù)據(jù)生成 25,000 個(gè)模擬星系目錄。

然后，他們將現(xiàn)實(shí)主義噪聲插入到這些眾所周知的人工數(shù)據(jù)集中，并教人工智能從模擬數(shù)據(jù)中統(tǒng)計(jì)恢復(fù)透鏡暗物質(zhì)。

經(jīng)過這次培訓(xùn)，人工智能熟練地恢復(fù)了以前無(wú)法觀察到的精細(xì)細(xì)節(jié)，有助于增強(qiáng)我們對(duì)宇宙暗物質(zhì)的認(rèn)識(shí)。然后，在覆蓋 21 平方度天空的真實(shí)數(shù)據(jù)上利用這種人工智能，研究人員發(fā)現(xiàn)了與標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型一致的前景質(zhì)量分布。

“這項(xiàng)研究顯示了結(jié)合不同類型研究的好處：觀察、模擬和人工智能數(shù)據(jù)分析?！?團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人 Masato Shirasaki 表示，“在這個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代，我們需要跨越專業(yè)之間的傳統(tǒng)界限，使用所有可用的工具來理解數(shù)據(jù)。如果我們能做到這一點(diǎn)，它將開辟天文學(xué)和其他科學(xué)的新領(lǐng)域。”

深圳市晶光華電子有限公司 專注石英晶振生產(chǎn)26年，強(qiáng)大的專業(yè)團(tuán)隊(duì)，服務(wù)超過5000+客戶，年產(chǎn)能6億PCS，1天試樣，3天測(cè)試，1周交貨；如果您對(duì)我們的石英晶振感興趣，歡迎咨詢我們的客服，獲取詳細(xì)資料，我們將為您提供專業(yè)貼心的服務(wù)。