Ved hjælp af maskinlæring til at analysere data fra Event Horizon -teleskopet fandt forskere det sorte hul i midten af vores galakse spinder næsten så hurtigt som muligt
Et billede af Skytten A*, det sorte hul i midten af Mælkevejen Galaxy
Vores Galaxy’s Center kan indeholde en enestående kosmisk spinding top – et sort hul, der ser ud til at spinde næsten så hurtigt som muligt.
Michael Janssen ved Radboud University i Holland og hans kolleger studerede det sorte hul på Milky Way’s Center, Skytten A*, ved hjælp af de data, der er indsamlet af et netværk af observatorier, samlet kendt som Event Horizon Telescope (EHT). For at håndtere kompleksiteten af dataene vendte de sig til kunstig intelligens.
Først brugte de velkendte matematiske modeller til at simulere omkring en million sorte huller-hvilket i sig selv var en beregningsving, der krævede millioner af timers supercomputertid. Derefter brugte de disse simuleringer til at træne en type AI kaldet et neuralt netværk, hvilket gjorde det muligt for det at bestemme et sort huls træk baseret på observationsdata. Endelig fodrede de AI dataene om Skytten A*, som EHT havde samlet i hele 2017.
AI indikerede, at Skytten A* spinder på mellem 80 og 90 procent af sin højest mulige hastighed. Det advarede også forskerne om, at ingen af deres magnetfeltmodeller passer til vores sorte hul især godt – så mere matematisk arbejde er nødvendigt. Janssen siger, at tidligere undersøgelser havde indsnævret udvalget af egenskaber, som Skytten A* kunne have, såsom hvor hurtigt det spinder, og hvilken slags magnetiske felter omgiver det, men denne nye tilgang fastgjorde dem mere præcist.
Dimitrios Psaltis ved Georgia Institute of Technology i Atlanta siger, at han fandt nogle af disse fund modstridende. Tidligere analyser kunne ikke engang tilbyde klarhed om, hvorvidt sort hulspin kunne bestemmes dette præcist fra EHT -data, siger han.
Nogle tidligere arbejde indikerede, at Skytten A* kunne spinde meget hurtigt, siger Yosuke Mizuno ved Shanghai Jiao Tong University i Kina. Men han bemærker, at de computermodeller, der blev brugt i den nye undersøgelse, har plads til forbedringer. ”Vores teoretiske model er stadig ikke perfekt,” siger han.
Men både Mizuno og Psaltis siger, at AI er ved at blive en integreret del af, hvordan vi lærer om eksotiske kosmiske genstande som sorte huller. ”Vi er i en situation, hvor vi har en masse data, og vi har en masse modeller, og vi har brug for moderne måder at kombinere de to på,” siger Psaltis. ”Det er her maskinlæring gør en stor, stor forskel.”
På samme tid bringer dette sine egne udfordringer, da AIs arbejde skal være dobbeltkontrolleret og efterfølgende analyse beviset mod mulige hallucinationer.
Janssen og hans team har allerede udført mange sådanne kontroller, såsom test af AI med specifikt designede simuleringsdata. Flere test vil ske, når de analyserer data fra andre år af EHTs drift og i sidste ende data fra nye observatorier, siger han.