Будова людського мозку допомогла розшифрувати «тремтіння» Всесвіту

Чорні діри — одна з найбільших загадок нашого Всесвіту. Їхнє злиття випромінює потужне гравітаційне випромінювання — коливання простору та часу, передбачене Альбертом Ейнштейном іще 1916 року. Ці гравітаційні хвилі поширюються Всесвітом зі швидкістю світла, їх виявляють обсерваторії LIGO та VIGRO. Вчені порівнюють дані, зібрані телескопами, з теоретичними передбаченнями, щоб оцінити властивості чорних дір, зокрема їхній розмір та швидкість обертання. Раніше ця процедура займала щонайменше дні, а часто й місяці.

Сподобався контент? Підписуйся на нашу спільноту і отримуй більше про космос Друковані журнали, події та спілкування у колі космічних ентузіастів Підписатися на спільноту
Чорна діра
Новий метод на основі нейронних мереж, побудованих за прикладом мозку, може зробити дуже точні висновки про чорні діри за кілька секунд. Фото: Unsplash

Група дослідників з Інституту інтелектуальних систем Макса Планка у Тюбінгені та Інституту гравітаційної фізики Макса Планка у Потсдамі розробила алгоритм, що використовує глибоку нейронну мережу та сучасні методи машинного навчання для прискорення цього процесу. Для написання найскладнішого коду вчені надихалися будовою людського мозку. В результаті їхньої плідної праці усі властивості бінарних чорних дір система змогла вирахувати за лічені секунди. Дані досліджень опубліковані у провідному журналі Physics Physical Review Letters.

На малюнку ліворуч показано положення гравітаційних хвиль, виведені для восьми подій із першого та другого спостережень LIGO/Virgo. Це дозволяє порівняти результати з використанням машинного навчання (помаранчевий) із набагато повільнішим стандартним методом (сірий). Праворуч показані чотири передбачувані параметри для перших визначених гравітаційних хвиль GW150914 (машинне навчання — помаранчевим, стандартний підхід — коричневим).

«Наш метод може зробити дуже точні висновки за кілька секунд. Нейронні мережі вивчають властивості гравітаційних хвиль, щоб визначити, наскільки великими та масивними були дві чорні діри в момент злиття, наскільки швидко вони оберталися, наскільки вони далеко від Землі та з якого напрямку виходить гравітаційна хвиля? При цьому система видає результат із неймовірною точністю, яка раніше була недосяжною», — пояснює автор дослідження та аспірант відділу емпіричних висновків з Інституту інтелектуальних систем Макса Планка Максиміліан Дакс.

Цей метод є перспективним для вивчення складніших гравітаційно-хвильових сигналів, наприклад, злиття нейтронних зір.

Нагадаємо, що раніше загадкова сила викривила акреційний диск чорної діри.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine

Новини інших медіа
У Чумацькому Шляху виявили найпотужніший природний прискорювач частинок
Blue Origin виявили справжню причину вибуху ракети New Glenn
Надмасивна чорна діра-утікачка допомогає зрозуміти стародавнє злиття
Астробіолог побачив у бактеріях з чистих кімнат NASA несподівану користь
Що Spirit насправді бачив у ґрунті кратера Гусєва
Зодіакальний пил інших систем може завадити пошуку життя у Всесвіті
Нестійкість Кельвіна — Гельмгольца вперше зафіксована на Сонці
Ракета Falcon 9 розлетілась на друзки біля кратера Ейнштейна
Під зорепад Персеїд українці зможуть залишити своє бажання на інтерактивній зоряній мапі
Створений у КПІ наносупутник PolyITAN-1 потрапив до Книги рекордів України