Как искусственный интеллект помогает астрономам изучать Вселенную

Фото: Unsplash
Фото: Unsplash
ИИ стал незаменимым инструментом ученых. Возможно, что скоро эта технология будет играть главную роль в открытии новых космических объектов и явлений

А в чем тренд?

В астрономии нейросети используются с 1990-х годов. Одними из первых были ученые из Аризонского университета. В 1990 году они применили технологии искусственного интеллекта для изучения форм галактик.

В 2023 году исследователи с помощью нейросетей повысили четкость первого изображения черной дыры, полученного в 2019 году. Теперь черная дыра в центре галактики M87 выглядит темнее и крупнее, чем на оригинальном снимке.

Технологии искусственного интеллекта важны для исследования космоса. Они помогают обрабатывать огромные массивы данных и получать новые знания о Вселенной.

Слева — оригинальное изображение, справа — улучшенное ИИ.
Слева — оригинальное изображение, справа — улучшенное ИИ. (Фото: iopscience.iop.org)

Эволюция технологий наблюдений

Всего 150 лет назад человек наблюдал за Вселенной только невооруженным глазом или при помощи простых телескопов. Так можно было увидеть несколько тысяч звезд и горстку планет. Около века назад ученый Эдвин Хаббл показал, что Вселенная наполнена не только звездами и облаками газа, но и бесчисленными галактиками. По мере совершенствования телескопов в геометрической прогрессии росло и количество видимых небесных объектов, и объем данных для сортировки.

Обработка данных

Обсерватория Веры Рубин в Чили, которая откроется в 2024 году, будет делать настолько большие изображения, что для просмотра каждого из них целиком потребуется 1,5 тыс. телевизионных экранов высокой четкости. Ожидается, что за десять лет обсерватория сгенерирует 0,5 ЭБ (около 500 тыс. ТБ) данных. Этот показатель примерно в 50 тыс. раз превышает объем информации, которая содержится во всех книгах Библиотеки конгресса США. Алгоритмы ИИ — единственный метод для обработки такого огромного массива данных.

Выявление закономерностей

«В астрономии часто приходится искать иголки в стоге сена», — подчеркивает профессор Аризонского университета Крис Импи. Около 99% пикселей на фотографии из космоса содержат фоновое излучение или свет от других источников. Только в 1% есть тонкие намеки на далекие галактики. Нейронные сети учатся распознавать закономерности выделения галактик. Астрономы начали использовать ИИ для их классификации еще в начале 2010-х годов. За последние десять лет этот метод развился до такой степени, что с его помощью можно классифицировать галактики с точностью до 98%.

Фото:Freepik
Футурология Искусственный интеллект в креативной индустрии: замена людей или помощник

Новые открытия

ИИ отлично зарекомендовал себя в определении известных объектов. Однако он также способен делать новые открытия. В начале 2023 года команда из ЮАР с помощью машинного обучения обнаружила уникальный объект, который может быть остатком от взрыва двух сверхмассивных черных дыр после столкновения. Гипотетически полученные данные позволят провести новый анализ общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

Систематизация и приоритетность

Как и во многих других областях жизни, большие языковые модели вроде ChatGPT также влияют на астрономию. Группа специалистов из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики создала модель под названием astroBERT для чтения и систематизации 15 млн научных статей. А команда ученых НАСА предложила использовать ИИ для определения приоритетности астрономических проектов.

Обновлено 02.06.2023
Главная Лента Подписаться Поделиться
Закрыть