Искусственный интеллект помог учёным найти 56 потенциальных гравитационных линз
Группа астрономов из университетов Гронингена, Неаполя и Бонна разработала метод, позволяющий находить гравитационные линзы в большом массиве снимков звёздного неба. Как сообщает издание Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, метод основан на том же алгоритме искусственного интеллекта, который ранее для своих целей использовали компании Google, Facebook и Tesla.
Принцип гравитационного линзирования вытекает из общей теории относительности Эйнштейна, в которой говорится о способности массы изменять направление светового луча. Когда какая-то галактика заслонена от наблюдателя другой галактикой или галактическим кластером, свет от неё всё равно может доходить до находящихся на Земле астрономов как раз благодаря гравитационным линзам. Это позволяет учёным не только изучать системы звёздных скоплений, в любых других условиях невидимые, но и вести поиски тёмной материи.
Поиск гравитационных линз всегда был сопряжён с крайне тяжёлой и кропотливой работой: астрономам приходилось изучать тысячи изображений звёздного неба. Существенно помогали им в этом энтузиасты-любители, однако благодаря новым наблюдениям за космосом при помощи специальных телескопов число получаемых снимков теперь исчисляется миллионами. Выдерживать подобный темп человеку просто не под силу.
Чтобы разобраться с массивом имеющихся фотографий, астрономы решили прибегнуть к помощи свёрточной нейронной сети. Аналогичные сети, например, Google использовала, чтобы выиграть матч у чемпиона мира по игре го. Facebook использует их для распознавания того, что изображено на фотографиях, а компания Tesla разрабатывает на их основе самоуправляемые автомобили.
Для обучения нейронной сети астрономы задействовали миллионы изображений гравитационных линз. Затем они показали искусственному интеллекту снимок небольшого — чуть больше половины процента — участка неба. Первоначально сеть нашла 761 кандидата на гравитационную линзу, однако после визуального осмотра астрономы уменьшили их количество в 13 с лишним раз — до 56. Теперь эти объекты пройдут процедуру подтверждения с помощью космического телескопа Хаббла.
— Это первый случай, когда свёрточная нейронная сеть используется для поиска особых объектов в астрономическом исследовании. Я думаю, что это станет нормой в будущем, — высказал общее мнение один из авторов научной публикации Карло Энрико Петрильо из Университета Гронингена.
Любопытно, что во время "осмотра" снимков искусственный интеллект заново "открыл" две ранее известных учёным гравитационные линзы, однако не заметил третью, сравнительно небольшую. Астрономы предполагают, что именно размеры линзы и "смутили" программу.
В будущем исследователи хотят лучше обучить нейронную сеть, чтобы она замечала меньшие линзы и отвергала ложные. Конечная цель работы — полностью устранить необходимость осмотра снимков людьми.