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新AI技術(shù)可消除天文數(shù)據(jù)中由于星系形狀隨機(jī)變化而產(chǎn)生的“噪聲”

2021-07-07 09:06:31 來源：科技日報

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，日本天文學(xué)家開發(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)就遇到了一個問題：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)大的天文超級計算機(jī)AtreuiⅡ，根據(jù)斯巴魯望遠(yuǎn)鏡的真實數(shù)據(jù)生成了25000個模擬星系目錄。然后，他們在這些完全已知的人工數(shù)據(jù)集中加入真實的噪聲，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)過訓(xùn)練，人工智能工具能恢復(fù)以前無法觀察到的精細(xì)細(xì)節(jié)，然后，研究小組利用這個工具對覆蓋21平方度天空的真實數(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)合起來的好處。在這個大數(shù)據(jù)時代，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理解數(shù)據(jù)。如果我們能做到這一點，將為天文學(xué)和其他科學(xué)領(lǐng)域的研究打開一扇新的窗口。”

標(biāo)簽： AI技術(shù) 天文數(shù)據(jù) 星系形狀噪聲