Американские астрофизики достигли значительного прорыва в области космологии, использовав искусственный интеллект для более точного определения ключевых параметров, характеризующих наш Вселенную. Модель ИИ SimBIG, созданная на основе технологий Simulation-Based Inference of Galaxies, позволила исследователям получить данные с точностью, которая превышает показатели традиционных методов вдвое.
Об этом сообщает ProIT
Новый уровень точности в измерении параметров Вселенной
Точное определение космологических параметров чрезвычайно важно для построения научных моделей и понимания процессов, происходящих во Вселенной. В частности, речь идет о количестве и природе темной материи, ее источнике и влиянии, а также поведении загадочных нейтрино. Исследования в этой области обычно требуют значительных финансовых и временных ресурсов.
«Проводится так много экспериментов и астрономических исследований лишь для того, чтобы измерить эти шесть-десять параметров, и они стоят несколько миллиардов долларов», — отмечает одна из авторов исследования, профессор астрофизики в Институте Флэтайрон в Нью-Йорке Ширли Хо.
Традиционно исследователи анализируют распределение и свойства галактик, используя астрономические обзоры и упрощенные модели Вселенной. Однако подобный подход часто не учитывает мелкие детали из-за высоких затрат на получение данных высокого разрешения.
SimBIG: анализ 100 000 галактик и будущее космологии
Команда ученых применила модель SimBIG, предварительно обученную на 2 тысячах смоделированных вселенных с различными космологическими параметрами. Для повышения реалистичности в модели учитывались недостатки телескопов и оптические искажения. Далее, SimBIG обработала данные более чем 100 тысяч галактик из спектроскопического обзора BOSS Sloan Digital Sky Survey — это всего лишь 10% общей выборки этого обзора.
Благодаря способности анализировать как крупномасштабные, так и мелкомасштабные особенности распределения галактик, SimBIG смогла уточнить пять основных космологических параметров с погрешностью не более 5%. Такая точность вдвое выше, чем результаты, которые обеспечивают классические методы.
В будущем количество астрономических данных будет расти, а подобные модели искусственного интеллекта помогут решить самые актуальные вопросы, в частности так называемую «напряженность Хаббла» — проблему расхождений в измерении скорости расширения Вселенной.
Астрофизики, среди которых Ширли Хо и Лиам Паркер, уже создают масштабную коллекцию открытых астрономических данных для развития больших мультимодальных моделей, ориентированных на научные исследования. Команда планирует применить SimBIG к анализу 37 миллионов галактик, которые будут обнаружены в первый год работы телескопа LSST в обсерватории Веры Рубин в Чили. В случае сохранения высокой точности ученые смогут проверить «напряженность Хаббла» и уточнить параметр H0 — скорость расширения Вселенной — уже в начале 2030-х годов.
Результаты этих исследований опубликованы в журнале Nature Astronomy.
