Vědci pomocí strojového učení vylepšili první obrázek černé díry

Vědci použili strojové učení k zaostření dříve zveřejněného obrázku černé díry. Výsledkem je, že snímek černé díry ve středu galaxie Messier 87, více než 53 milionů světelných let od Země, ukazuje ještě tenčí prstenec světla a hmoty obklopující její střed v Dnes zveřejněná zpráva v Astrophysical Journal Letters.

Původní snímky byly pořízeny v roce 2017 dalekohledem EHT (Event Horizon Telescope), sítí radioteleskopů kolem Země, které dohromady slouží jako superimagingový nástroj o velikosti planety. Počáteční obrázek vypadal jako „fuzzy kobliha“. popsaný podle NPR, ale vědci použili novou metodu nazvanou PRIMO k rekonstrukci přesnějšího obrazu. PRIMO je „nový výukový algoritmus založený na slovníku“, který se učí „obnovovat obrázky s vysokým rozlišením i v přítomnosti řídkého pokrytí“ trénováním na simulacích vytvořených více než 30 000 černých děr. Jinými slovy, používá data strojového učení založená na tom, co víme o fyzikálních zákonech vesmíru – a konkrétně černých dírách – k vytvoření lépe vypadajícího a přesnějšího snímku než nezpracovaná data zachycená v roce 2017.

Černé díry jsou tajemné a zvláštní oblasti ve vesmíru, kde je gravitace tak silná, že z nich nemůže nic uniknout. Vznikají, když se umírající hvězdy zhroutí do sebe pod vlastní gravitací. V důsledku toho kolaps stlačí hmotu hvězdy do malého prostoru. Hranice mezi černou dírou a hmotou kolem ní se nazývá horizont událostí a je to bod, odkud není návratu, kde ji už nic (ať už je to světlo, hmota nebo Matthew McConaughey) nepřekročí.

„To, co ve skutečnosti děláme, je, že se učíme korelace mezi různými částmi snímku. A tak to děláme analýzou desítek tisíc snímků s vysokým rozlišením generovaných ze simulací,“ řekla astrofyzička a autorka článku Lia Medeiros z výzkumu. Institut pro pokročilé studium v ​​Princetonu, New Jersey, NPR. „Pokud máte obrázek, pixely blízké danému pixelu nebudou zcela nekorelované. Není to tak, že každý pixel dělá zcela nezávislé věci.“

Vědci tvrdí, že nový obrázek je v souladu s předpovědí Alberta Einsteina. Očekávají však, že další výzkum strojového učení a hardwaru dalekohledů povede k dalším recenzím. „Za 20 let nemusí být obrázek ten, který vám ukážu dnes,“ řekl Medeiros. „Možná to bude lepší.“