Мы могли бы заметить новую черную дыру благодаря искусственному искусству зеркала

Усилия по пониманию вселенной могут получить повышение от ИИ, разработанного Google DeepMind. Алгоритм, который может уменьшить нежелательный шум до 100 раз, может позволить лазерному интерферометру обсерваторию гравитационной волны (LIGO) обнаружить конкретный тип черной дыры, которая до сих пор ускользала от нас.

Лиго предназначен для обнаружения гравитационных волн, произведенных, когда такие объекты, как Черные дыры спираль друг в друга и сталкивайтесь. Эти волны пересекают вселенную со скоростью света, но колебания, которые они вызывают в пространстве-времени, чрезвычайно малы- 10000 раз меньше ядра атомаПолем С тех пор его первые наблюдения 10 лет назадЛиго записал такие сигналы, произведенные почти 100 столкновениями черной дыры.

Для этого эксперимент состоит из двух обсерваторий в США, каждый с двумя руками длиной 4 километра, которые расположены перпендикулярно друг другу. Лазеры сияют вниз по каждой руке, отражаются точными зеркалами на конце, а затем сравнивают с использованием интерферометра. Длина рук изменяется крошечным количеством, когда гравитационные волны промываются над ними, и это тщательно записано для создания картины происхождения этих сигналов.

Проблема заключается в том, что такая требовательная точность требуется, чтобы даже отдаленные океанские волны или облака, проходящие над головой, могли повлиять на измерения. Этот шум может легко заглушить сигналы, что делает некоторые наблюдения невозможными. Необходимо внести десятки основных корректировок, чтобы отфильтровать худший шум, настраивая ориентацию зеркал и другого оборудования.

Рана Адхикари В Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, который работал с DeepMind для разработки новой технологии искусственного интеллекта, говорит, что попытка автоматизировать эти корректировки может по иронии судьбы создавать больше шума. «Это контролирует шум, который зажигал нас на протяжении десятилетий и десятилетий – все в этой области было заблокировано», – говорит Адхикари. «Как вы держите зеркала, так что все еще не вызывая шума?

Лора Натталл В Университете Портсмута в Великобритании был одним из ученых, которые вручную вносили эти изменения в Лиго. «Когда вы двигаете одну вещь, что -то еще идет, и что -то еще идет, и что -то еще идет», – говорит она. «Вы бы потратили навсегда».

Новый DeepMind Deep Loop Forming AI стремится снизить уровень шума от регулировки зеркал в LIGO до 100 раз. ИИ был обучен симуляции перед тестированием в реальном мире, и ему эффективно поручено достичь двух целей: снижение шума и минимизация количества корректировок, которые он вносит. «Со временем, неоднократно делая это – это похоже на сотни и тысячи испытаний, которые проводятся в симуляции – контроллер будет находить то, что работает, а что не работает, и найдет действительно действительно хорошую политику», – говорит Джонас Бухли в DeepMind.

Альберто Веккио В Университете Бирмингема, Великобритания, который не участвовал в исследовании, но работает над Лиго, говорит, что ИИ захватывающему, хотя есть много препятствий, которые еще не преодолели.

Во -первых, технология проводилась только в течение часа в реальном мире на Лиго, поэтому необходимо показать, что она может работать в течение нескольких недель или даже месяцев за раз. Во -вторых, технология до сих пор применялась только к одному аспекту контроля, помогая стабилизировать зеркала, и есть сотни, если не тысячи аспектов, к которым можно было бы применить.

«Это явно просто первый шаг, но я все еще думаю, что он очень интригующий. И ясно, что есть много места для огромного прогресса», – говорит Веккио.

Если аналогичные улучшения могут быть сделаны по всем направлениям, то он считает, что мы могли бы заметить так называемые черные дыры среднего размера-например, те, у кого есть массы, примерно в 1000 раз больше, чем у нашего Солнца-класс объектов без каких-либо подтвержденных наблюдений. Улучшения будут иметь тенденцию происходить на низких частотных гравитационных волнах, где длина волны более восприимчива к шуму и которые создаются более крупными объектами.

«Мы знаем черные дыры до 100 солнечных масс. Мы знаем черные дыры в нашей галактике, которые являются миллионами солнечных масс и выше. Что происходит между ними?» говорит Веккио. «Люди думают, что будут черные дыры на всех этих различных массовых диапазонах, но никто не получил непревзойденных экспериментальных наблюдений».

Nuttall говорит, что новый подход также может обеспечить более подробное наблюдение за типами черной дыры, которую мы уже видели. «Это чертовски хорошо», – говорит она. «Я очень взволнован этим».

Тайны вселенной: Чешир, Англия

Проведите выходные с некоторыми из самых ярких умов в науке, когда вы исследуете загадки вселенной в захватывающей программе, которая включает в себя экскурсию, чтобы увидеть культовый телескоп Ловелла.