天文学揭示了塑造我们的宇宙及其外部一切的遥远的、无形的现象。人工智能筛选微小的、平凡的细节来帮助我们处理重要的模式。将两者放在一起,你几乎可以解决任何科学难题——比如确定黑洞的相对形状。
事件视界望远镜(一个由八个射电天文台组成的网络,战略性地分布在全球各地)最初于 2017 年在 Messier 87 星系中捕捉到了第一张黑洞图像。在处理和压缩超过 5TB 的数据后,该团队在 2019 年发布了一个朦胧的镜头,引发人们开玩笑说它实际上是一个火热的甜甜圈或来自指环王的截图。当时,研究人员承认可以通过更精细的观察或算法来改进图像。
在 4 月 13 日发表在《天体物理学杂志快报》上的一项研究中,来自美国四家机构的物理学家使用 AI 来锐化标志性图像。该小组将天文台的原始干涉测量数据输入算法,以生成更清晰、更准确的黑洞描述。他们使用的 AI 称为 PRIMO,是一种自动分析工具,可以以更高分辨率重建视觉数据,以研究重力、人类基因组等。在这种情况下,作者通过模拟吸积黑洞来训练神经网络——一种产生热能和辐射的质量吸取过程。他们还依靠一种称为傅里叶变换的数学技术将能量频率、信号和其他人工制品转化为眼睛可以看到的信息。
他们编辑过的图像显示了一个更薄的“事件视界”,即当光和吸积气体进入引力槽时形成的发光圆圈。该论文称,这可能“对基于 EHT 图像测量 M87 中心黑洞的质量具有重要意义”。
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有一件事是肯定的:镜头中心的主体非常黑暗、有力、有力。它在 AI 增强版本中的定义更加明确,支持超大质量黑洞比我们的太阳重 65 亿倍的说法。将其与人马座 A*(最近在银河系中捕获的黑洞)进行比较,后者的质量估计是太阳的 400 万倍。
高级研究所的首席研究作者兼天体物理学家 Lia Medeiros 告诉美联社,人马座 A* 可能是另一个 PRIMO 目标。但该小组并不急于从距离梅西耶 87 5500 万光年的更遥远的黑洞继续前进。“感觉就像我们第一次真正看到它,”她在美联社采访中补充道.该图像是天文学的壮举,现在,人们可以更清晰地注视它。
观看采访,研究人员在下面更深入地讨论了他们的 AI 方法:
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