新AI工具能消除天文學(xué)數(shù)據(jù)中的“噪聲” 獲得的結(jié)果與目前公認(rèn)的宇宙模型一致

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，日本天文學(xué)家開(kāi)發(fā)出一種新的人工智能(AI)技術(shù)，其可以消除天文數(shù)據(jù)中由于星系形狀隨機(jī)變化而產(chǎn)生的“噪聲”，獲得的結(jié)果與目前公認(rèn)的宇宙模型一致。研究人員稱，這一強(qiáng)大新工具可用于分析當(dāng)前和計(jì)劃中的天文學(xué)調(diào)查獲得的大數(shù)據(jù)。

研究人員解釋稱，科學(xué)家可借助引力透鏡技術(shù)研究宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)，但在引力透鏡中，前景物體(如星系團(tuán))會(huì)扭曲背景物體(如遙遠(yuǎn)星系)的圖像，而有些星系天生看起來(lái)就很古怪，鑒于此，這種觀察許多星系圖像的引力透鏡技術(shù)就遇到了一個(gè)問(wèn)題：很難區(qū)分其圖像中出現(xiàn)的扭曲是由引力透鏡造成還是星系本身固有的——這被稱為形狀噪聲，是研究宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的限制因素之一。

為了消除形狀噪聲，日本一組天文學(xué)家首先使用世界上最強(qiáng)大的天文超級(jí)計(jì)算機(jī)Atreui Ⅱ，根據(jù)斯巴魯望遠(yuǎn)鏡的真實(shí)數(shù)據(jù)生成了25000個(gè)模擬星系目錄。然后，他們?cè)谶@些完全已知的人工數(shù)據(jù)集中加入真實(shí)的噪聲，并訓(xùn)練人工智能從模擬數(shù)據(jù)中恢復(fù)前景物質(zhì)。

經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，人工智能工具能恢復(fù)以前無(wú)法觀察到的精細(xì)細(xì)節(jié)，然后，研究小組利用這個(gè)工具對(duì)覆蓋21平方度天空的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)前景物質(zhì)質(zhì)量的分布與標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型一致。

研究小組解釋稱：“這項(xiàng)研究顯示了將觀察、模擬和人工智能數(shù)據(jù)分析等不同類型的研究結(jié)合起來(lái)的好處。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，并使用所有可用的工具來(lái)理解數(shù)據(jù)。如果我們能做到這一點(diǎn)，將為天文學(xué)和其他科學(xué)領(lǐng)域的研究打開(kāi)一扇新的窗口。”(記者劉霞)