Doblein ang bilang ng mga kilalang lente ng gravity gamit ang artipisyal na intelihensiya

Mga halimbawa ng mga gravity lens sa data ng Pag-aaral ng Pamana ng DESI. Kredito: DESI Heritage Imaging Surveys / LBNL / DOE & KPNO / CTIO / NOIRLab / NSF / AURA

Ang machine key ng pag-aaral para sa higit sa 1,200 na mga lens ng gravity.

Impormasyon mula sa DESI (Dark Energy Spectroscope) Ang mga lumang survey sa imaging ay nagpapakita ng higit sa 1,200 mga bagong gravity lens, na doble ang bilang ng mga kilalang lente. Ang mga baluktot at nakaunat na malalayong kalawakan, na nakuha gamit ang real-time na pag-aaral ng makina, ay nagbibigay ng isang pagbaha ng mga bagong target na sumusukat sa pangunahing mga katangian ng sansinukob, tulad ng Hubble Space, na naglalarawan sa lumalawak na uniberso.

Gumamit ang mga astronomo ng pag-aaral ng makina upang maghanap ng mga gravitational lens upang pag-aralan ang isang malawak na koleksyon ng data na kilala bilang DESI Heritage Imaging Surveys sa pamamagitan ng pagkilala sa 1210 mga bagong lente. Ang data ay nakolekta sa pamamagitan ng mga programa ng NOIRLab ng National Science Foundation ng Cereo at Inter-American Observatory (CT) at ang Kitty Peak National Observatory (KPANO). Ang ikasiyam at huling bersyon ng kinakailangang DESI Heritage Imaging Surveys ay pinakawalan.

Ang mga lente ng gravity, na tinalakay sa mga journal na pang-agham mula pa noong 1930, ay ang resulta ng pangkalahatang teorya ni Einstein. Ayon sa teorya, ang mga higanteng kalawakan, tulad ng mga kalawakan, ay nagpapabuti sa pagpapahinga. Ang ilang mga siyentista, kabilang ang Einstein, ay hinulaan na ang panahong ito ng pag-ubos ng pahayagan ay masasalamin at mapangit ng kalawakan sa harap ng kalawakan. Ang mga lente ay karaniwang nakikita sa mga imahe tulad ng mga arko at distansya sa paligid ng mga kalawakan at kalawakan.

Ang mga lente ng gravity ay matatagpuan sa data ng Pag-aaral ng DESI Heritage

Isang halimbawa ng isang gravity lens na matatagpuan sa data ng DESI Heritage Survey. Ang nakumpleto na bilog sa pagitan ng DESI-015.6763-14.0150 ay ang gravitational na imahe ng isang pulang kalawakan sa gitna ng pulang kalawakan sa gitna hanggang sa pinakamalapit na singsing ng Einstein. Kredito: LBNL / DOE / NERSC / Heritage Imaging Surveys at KPNO / CTIO / NOIRLab / NSF / AURA

1 lamang sa 10,000 mga higanteng galaxy ang inaasahang magpapakita ng malakas na gravitational pull.[1] At ang paghahanap sa kanila ay hindi madali. Pinapayagan ng mga lente ng gravity ang mga astronomo na malalim na makapasok sa uniberso, kasama ang likas na madilim na bagay at ang halaga ng hubbub, na naglalarawan sa pagpapalawak ng sansinukob. Sa ngayon, ang pangunahing limitasyon ng mga gravity ng lente ay alam na maliit.

Ang isang higanteng kalawakan ay nagpapainit sa puwang sa paligid nito, ngunit madalas na hindi nila napansin ang epektong ito. Ang isang salamin ay makikita lamang kapag ito ay nakatago nang direkta sa likod ng isang higanteng kalawakan, ”sabi ni Xia os ng Huang, may-akda ng pag-aaral. Nang sinimulan namin ang proyektong ito noong 2018, mayroon lamang halos 300 sertipikadong solidong lente.

Isang halimbawa mula sa DESI Heritage Study Data Gravity Lens

Isang halimbawa ng isang gravity lens na matatagpuan sa data ng DESI Heritage Survey. Mayroong apat na hanay ng mga imahe ng panoorin sa DESI-090.9854-35.9683, katulad ng apat na magkakaibang mga kalawakan sa background – mula sa pinakamalaking pulang arko hanggang sa panloob na maliwanag na asul na arko na nakaayos sa apat na gitnang bilog. Lahat sila ay nakahanay sa gramatika sa gitna ng orange na kalawakan – o mga lente. Kredito: DESI Heritage Imaging Surveys / LBNL / DOE & KPNO / CTIO / NOIRLab / NSF / AURA

Si David Shelley, kapwa may-akda ng pagsasaliksik ni Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), ay nagsabi: “Bilang isang katuwang sa pananaliksik sa pamana ng DESI, napagtanto ko na ito ang magiging perpektong hanay ng data para sa paghahanap ng mga gravity ng lente. “Napagtanto namin na ang aking kasamahan na si Huang ay natapos lamang ang kanyang bachelor’s degree sa mechanical engineering sa University of San Francisco, at napagtanto namin na ito ay isang magandang pagkakataon upang mailapat ang mga diskarteng ito sa paghahanap para sa mga gravity lens.

Ang DESI Heritage Imaging Surveys ay isinasagawa upang makilala ang mga target para sa mga aktibidad ng DESI, at ang ikasiyam at pangwakas na hanay ng data ay pinakawalan na ngayon dahil sa impormasyon ng kahandaan sa agham. Ang mga survey na ito ay binubuo ng tatlong mga espesyal na proyekto na sumasakop sa isang third ng gabi: ang DECaLS, isang digital energy camera (DECaLS) na ipinakita ni Victor M. Blanco sa 4 m. Teleskopyo ng CTIO sa Chile; MZLS:[2] Gamit ang isang mosaic 3 camera sa KPNO sa isang 4-meter teleskopyo ni Nicholas U. Maalia; At ang Beijing-Arizona Sky Survey (BASS), pagmamay-ari ng University of Arizona sa 90Prime Camera sa isang Boko 2.3-meter teleskopyo, ay magagamit sa KPNO.

Mga arko na may lisensya ng gravity

Isang halimbawa ng isang gravity lens na matatagpuan sa data ng DESI Heritage Survey. Ang dalawang pulang distansya malapit sa gitna ng DESI-010.8534-20.6214 ay mga gravitational arko (“tuwid” na “mga arko) – mataas at pahalang na mga imahe – mga background na kalawakan. Ang gravitational lens ay pangkalahatang responsable para sa isang hanay ng dalawang mga orange na kalawakan sa itaas at sa ibaba ng mga arko. Kredito: DESI Heritage Imaging Surveys / LBNL / DOE & KPNO / CTIO / NOIRLab / NSF / AURA

Ang Arjun Day, kapwa may-akda ng pag-aaral mula sa NSF NOIRLab, ay nagsabi: “Idinisenyo namin ang arkeolohikal na survey ng pampublikong negosyo mula pa noong pagsisimula nito.” Gumawa na ang aming survey ng higit sa isang libong mga bagong gravitational lens, at walang duda na maraming darating pa.

Ang impormasyon tungkol sa DESI Heritage Imaging Surveys ay ibibigay sa astronomical na komunidad ng Astro Data Laboratory sa Noirlab Community Science and Data Center (CSDC). “Ang susi sa aming misyon ay upang magbigay ng handa nang data para sa pagtuklas at pagsasaliksik,” sabi ni Adam Bolton, direktor ng CSDC. “Ang DESI Heritage Imaging Surveys ay isang pangunahing mapagkukunan na maaaring magamit sa mga taon sa mga susunod na taon ng astronomical na komunidad para sa mga nasabing pagsisiyasat.”

Upang pag-aralan ang data, ginamit ni Huang at ng kanyang koponan ang NERSC supercomputer sa Berkeley Laboratory. “Ang DESI Heritage Imaging Surveys ay napakahalaga para sa pag-aaral na ito. Ipinapaliwanag hindi lamang ang mga teleskopyo, kagamitan at pasilidad, kundi pati na rin ang pagbawas at pagkuha ng data. Ang kombinasyon ng saklaw at lalim ng mga obserbasyon ay walang kapantay. “

Ang mga lente ng gravity ay matatagpuan sa data ng DESI Heritage Study

Isang halimbawa ng isang gravity lens na matatagpuan sa data ng DESI Heritage Survey. Ang apat na magkatulad na asul na tuldok na malapit sa DESI-220.4549 + 14.6891 ay apat na mga imahe ng parehong background background galaxy (halimbawa ng krus ni Einstein). Ang pulang kalawakan sa gitna ay ang lens ng gravity na responsable para sa paglikha ng magnet na ito. Kredito: DESI Heritage Imaging Surveys / LBNL / DOE & KPNO / CTIO / NOIRLab / NSF / AURA

Sa maraming magagamit na impormasyong nakahanda sa agham, ang mga mananaliksik ay nakabukas sa isang uri ng pag-aaral ng makina na kilala bilang isang malalim na nerbiyos na neural network. Ang mga network ng nerve ay katulad ng utak ng tao at ginagamit upang malutas ang mga problema sa artipisyal na intelihensiya. Ang mga deep neural network ay may maraming mga layer na maaaring matukoy kung ang isang kandidato ay kasapi ng isang partikular na pangkat. Gayunpaman, upang gawin ito, ang mga neural network ay kailangang sanayin upang makilala ang mga bagay na pinag-uusapan.[3]

Sa napakaraming mga lente na magagamit na ngayon, ang mga mananaliksik ay nakagawa ng mga bagong sukat ng mga cosmological parameter, tulad ng Hubble Stand. Ang susi ay upang makilala ang isang supernova sa background galaxy, na mukhang maraming ilaw kapag hinawakan nito ang front galaxy. Ngayon alam ng mga astronomo kung aling mga kalawakan ang nagpapakita ng katibayan para sa matitibay na baso, at kung saan hahanapin. Ang mga bagong pasilidad tulad ng Vera C Rubin Observatory (kasalukuyang itinatayo sa Chile at pinapatakbo ng NOIRLab) ay kumokontrol sa mga bagay tulad ng bahagi ng misyon, na pinapayagan ang anumang Suranova na masukat nang mabilis sa iba pang mga teleskopyo.

Ang mga mag-aaral sa undergraduate ay naging instrumento sa proyekto mula nang magsimula ito. “Ang papel ko sa proyekto ay nakatulong sa akin na bumuo ng maraming kasanayan na sa tingin ko ay susi sa aking hinaharap na karera sa akademya,” sabi ni Andy Gu, isang mag-aaral sa University of California.

Mga tala

  1. Ang mga malakas na gravitational lens ay madaling makita sa anyo ng mga arko o Einstein ring.
  2. nangangahulugan ang z-band na ang data ay nakuha sa infrared sa isang haba ng daluyong na 900 nm.
  3. Isaalang-alang, halimbawa, kung paano mo maaaring subukang sanayin ang isang bituin na hindi mo pa nakikita. Kailangan mong ilarawan ang ilang mga katangian: ito ay maliit, maliwanag, sa isang madilim na background. Ngunit may mga agarang hamon. Paano kung maraming bituin ang sumama? Paano kung ang cloud ay medyo maulap? Paano kung ang bagay ay kumurap (kaya’t hindi naman ito isang bituin, eroplano ito)? Malinaw na magiging malinaw na napakahirap tukuyin ang isang malinaw na hanay ng mga patakaran. Gayunpaman, ang sinumang makakakita sa langit ng gabi ay madaling makilala ang iba pang mga bituin. Ang taong ito ay napakahusay, at ang mga computer ay napakasama. Samakatuwid, mahalagang sanayin ang pinaka-advanced na mga neural network upang makilala kung ano ang kinakailangan.

Sanggunian: “Pagtuklas ng mga bagong malakas na lente ng grabidad sa DESI Heritage Imaging Surveys” ni X. Huang, C. Storfer, A. Gu, V. Ravi, A. Pilon, W. Sheu, R. Venguswamy, S. Banka, A. Day , M. Landria, De Lang, A. Messner, J. Mustakas, AD Myers, R. Sagitt, F. Schiff at DJ Shegel, Marso 2, 2021. Astrophysical Journal.
Doy: 10.3847 / 1538-4357 / abd62b

Ang koponan ay pinamumunuan ni X Juan (Kagawaran ng Physics at Astronomiya sa Unibersidad ng San Francisco), C. Storfer (Kagawaran ng Physics at Astronomiya, Unibersidad ng San Francisco), Agu (Kagawaran ng Physics, University of California Berkeley), V Ravi (Department of Computer Science, University of San Francisco), A. Pillon (Department of Physics and Astronomy, San Francisco University), W. She (Department of Physics, University of California, Berkeley), R. Vengwami ( Kagawaran ng Physics, University of California, Berkeley), S. Banka (Kagawaran ng Physics, University of California, Berkeley), AD (NSF NOIRLab), M. Landria (Kagawaran ng Physics, Lawrence Berkeley National Laboratory), De Lang (Kagawaran ng Physics, Lawrence Berkeley National Laboratory, University of Toronto Astronomy and Astrophysiology), Institute of Theory of Physics, Waterloo, A. Maestor (NSF NOIRLab), J. Mostasas (Kagawaran ng Physics and Astronomy, Sei College), AD Myers (Kagawaran ng Physics and Astronomy, Wyoming University), R. Sagitt (Kagawaran ng Physics, University of California, Berkeley), FF Schiffley (NSF NOIRLab) at DJ Shelley (Kagawaran ng Physics, Lawrence Berkeley National Laboratory).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.