Космологічна стала
Астрофизики из США использовали модель ИИ SimBIG для расчета и уточнения пяти основных космологических параметров с точностью, превышающей традиционные методы.
Ученые уже давно пытаются как можно точнее исследовать параметры, управляющие процессами во Вселенной. Чем точнее будут измерены основные космологические параметры, тем более приближенными к реальным станут созданные учеными модели. Это также позволит подтвердить или опровергнуть общепринятые теории возникновения и эволюции Вселенной.
Среди наиболее сложных задач на данный момент — уточнение параметров, определяющих количество и природу темной материи, ее источник и влияние, которое она оказывает, а также — описание поведения загадочных нейтрино. Подобные исследования обычно очень дорогостоящие и занимают много времени.
«Проводится так много экспериментов и астрономических исследований только для того, чтобы измерить эти шесть-десять параметров, и они стоят несколько миллиардов долларов», — отмечает одна из авторов исследования, профессор астрофизики в Институте Флетайрон в Нью-Йорке Ширли Хо.
Исследование космологических параметров обычно предполагает изучение того, как распределяются галактики и каковы их индивидуальные особенности с помощью астрономических обзоров. Астрофизики используют упрощенные модели Вселенной, сравнивая их с данными, полученными по результатам обзоров. Однако такой подход не учитывает некоторые мелкие детали из-за высоких затрат и проблем, связанных с созданием космологических моделей с более высоким разрешением.
В новом исследовании американские ученые использовали модель искусственного интеллекта Simulation-Based Inference of Galaxies (SimBIG), предварительно обученную на 2 тыс. смоделированных вселенных, каждая из которых имела различные космологические параметры. После этого исследователи добавили в эти модели шум с целью приближения смоделированных вселенных к нашей реальной. Шум представляет собой несовершенства современных телескопов, а также оптические искажения.
Новая модель ИИ научилась использовать мелкие различия в распределении галактик, среди прочего, расстояние между отдельными галактическими парами, для более точного определения космологических параметров. Далее обученной модели предоставили более 100 тыс. галактик из спектроскопического обзора барионных колебаний (BOSS) Sloan Digital Sky Survey. Это количество галактик составляет лишь 10% от общего объема обзора.
Модель ИИ SimBIG смогла использовать как крупномасштабную так и мелкомасштабную информацию из реальных данных для уточнения космологических параметров с погрешностью всего ≤5%, что вдвое лучше традиционных методов.
Будущие исследования будут собирать все больше информации о нашей Вселенной. Подобные ИИ SimBIG модели смогут помочь в решении наиболее актуальных вопросов на сегодняшний день, таких как «напряжение Хаббла», вызывающее разногласия в оценке скорости расширения Вселенной.
В рамках подготовки к будущим исследованиям Ширли Хо, ее коллега Лиам Паркер и другие астрофизики объединились для создания большой коллекции астрономических данных. Эта работа объединяет сотни миллионов общедоступных наборов данных из основных астрономических обзоров в попытке обеспечить разработку больших мультимодальных моделей, специально ориентированных на научные программы.
Команда астрофизиков планирует применить модель ИИ SimBIG к 37 млн галактик, которые должен осмотреть телескоп LSST в обсерватории Веры Рубин в Чили за первый год работы. При условии сохранения точности астрономы надеются проверить «напряжение Хаббла» и уточнить параметр скорости расширения Вселенной H0 уже в начале 2030 годов.
Результаты исследования опубликованы в журналеNature Astronomy
Источник: Astronomy
Контент сайту призначений для осіб віком від 21 року. Переглядаючи матеріали, ви підтверджуєте свою відповідність віковим обмеженням.
Cуб'єкт у сфері онлайн-медіа; ідентифікатор медіа - R40-06029.