הידען - Hayadan

בינה מלאכותית מבקשת לפתור את בעיית האנרגיה האפלה

אבי בליזובסקי ·

Summary: כך עולה משותפות סקר האנרגיה האפלה, שיוניברסיטי קולג' לונדון היא חברה מייסדת בו, מארח את מעבדת המאיץ הלאומית פרמי בארצות הברית וכולל יותר מ-400 מדענים מ-25 מוסדות ב-7 מדינות

כך עולה משותפות סקר האנרגיה האפלה, שיוניברסיטי קולג' לונדון היא חברה מייסדת בו, מארח את מעבדת המאיץ הלאומית פרמי בארצות הברית וכולל יותר מ-400 מדענים מ-25 מוסדות ב-7 מדינות

מפת החומר ביקום הנגזרת מסימולציה. Credit: Niall Jeffrey et al
מפת החומר ביקום הנגזרת מסימולציה. Credit: Niall Jeffrey et al

צוות מחקר בראשות חוקרים מיוניברסיטי קולג' לונדון UCL השתמש בטכניקות בינה מלאכותית (AI) כדי להסיק את ההשפעה והתכונות של אנרגיה אפלה בצורה מדויקת יותר ממפה של חומר אפל ונראה ביקום המכסה את שבעת מיליארד השנים האחרונות. המחקר, שנערך בשיתוף פעולה עם סקר האנרגיה האפלה, הכפיל את הדיוק שבו ניתן להסיק מהמפה מאפיינים מרכזיים של היקום, כולל הצפיפות הכוללת של האנרגיה האפלה.

דיוק מוגבר זה מאפשר לחוקרים לשלול מודלים של היקום שאולי היו מעלים על הדעת בעבר.

בחלל העמוק, מעבר לגלקסיות המסתובבות ולכוכבים הנוצצים, קיים כוח בלתי נגלה המאיץ את היקום - האנרגיה האפלה. על אף שהיא מהווה את רוב האנרגיה ביקום, טבעה נשאר חידה. עכשיו, חוקרים מUCL- מביאים ראיות חדשות שמסייעות לגלות את הכוחות העומדים מאחורי האנרגיה האפלה, בעזרת כלים מתקדמים של בינה מלאכותית.

אנרגיה אפלה היא הכוח המסתורי שמאיץ את התפשטות היקום ונחשב כ-70% מתכולת היקום (עם חומר אפל, חומר בלתי נראה שכוח הכבידה שלו מושך גלקסיות, המהווה 25%, וחומר רגיל רק 5%).

הממצאים מצביעים על כך שהחומר ביקום מפוזר בצורה חלקה יותר - פחות גושית - ממה שתאוריית היחסות הכללית של איינשטיין הייתה צופה. עם זאת, הסתירה פחות משמעותית במחקר זה בהשוואה לניתוח הקודם, מכיוון שטווחי השגיאה היו גדולים יותר.

מפת הסקר לאנרגיה אפלה הושגה באמצעות שיטה הנקראת עיוות כבידתי חלש - כלומר, רואים איך אור מגלקסיות רחוקות התעקם על ידי הכבידה של חומר מתערב בדרכו לכדור הארץ.

שיתוף הפעולה ניתח עיוותים בצורותיהם של 100 מיליון גלקסיות כדי להסיק את חלוקת כל החומר, הן אפל והן נראה, בחזית אותן גלקסיות. המפה שהתקבלה כיסתה רבע מהשמיים בחצי הכדור הדרומי.

שלב המחקר הבא יגדיל משמעותית את כמות הנתונים שיש לנו על המבנים הגדולים של היקום, מה שיעזור לחוקרים לקבוע אם החלקות הלא צפויה של היקום היא סימן שהמודלים הקוסמולוגיים הנוכחיים שגויים, או אם יש הסבר אחר עבור זה.

כרגע, הרציפות הזו סותרת את מה שהיה נחזה על סמך ניתוח של הקרינה הקוסמית המיקרוגלית (CMB) - האור שנותר מהמפץ הגדול.

שיתוף הפעולה של סקר האנרגיה האפלה, שיוניברסיטי קולג' לונדון היא חברה מייסדת בו, מארח את מעבדת המאיץ הלאומית פרמי בארצות הברית וכולל יותר מ-400 מדענים מ-25 מוסדות ב-7 מדינות.

המחבר הראשי, ד"ר ניאל ג'פרי (UCL Physics & Astronomy) אמר: "כדי ללמוד מיקומים מדומים במחשב באמצעות AI , הגדלנו את הדיוק של ההערכות שלנו לגבי תכונות מפתח של היקום פי שניים.

"כדי להשיג את השיפור הזה ללא הטכניקות החדשניות האלה, היינו צריכים כמות גדולה פי ארבעה של נתונים. זה יהיה שווה ערך למיפוי עוד 300 מיליון גלקסיות".

ד"ר לורן ווייטוויי (UCL Physics & Astronomy) אמר: "הממצאים שלנו עולים בקנה אחד עם החיזוי הטוב ביותר הנוכחי של אנרגיה אפלה כ'קבוע קוסמולוגי' שערכו אינו משתנה במרחב או בזמן. עם זאת, הם גם מאפשרים גמישות להסבר אחר להיות נכון. למשל, עדיין יכול להיות שתיאוריית הכבידה שלנו שגויה".

שיתוף הפעולה קיטלג מאות מיליוני גלקסיות, באמצעות צילומים של השמיים הליליים שצולמו על ידי מצלמת האנרגיה האפלה בעלת 570 מגה-פיקסל, אחת המצלמות הדיגיטליות החזקות ביותר בעולם, במשך 6 שנים (מ-2013 עד 2019).  המצלמה, שהמייצב האופטי שלה נבנה באוניברסיטת קולג' לונדון, מותקנת על טלסקופ במצפה הכוכבים הבין-אמריקאי סרו טולולו בצ'ילה.

למאמר המדעי

עוד בנושא באתר הידען: