?Comment L'intelligence Artificielle Aide-T-Elle Les Astronomes À Découvrir L'univers
L'image est faite par l'intelligence artificielle
En avril 2019, une équipe de scientifiques a révélé la célèbre première image du trou noir géant situé au centre de notre galaxie de la Voie lactée, et le trou noir est apparu dans l'image avec ses propriétés thermiques et ses bords ombrés près desquels les rayons de lumière passant à travers le coude de l'univers, et le trou ressemblait à un disque lumineux en orange, jaune et noir. Il apparaît comme une tache sombre devant un anneau faiblement éclairé.
Mais maintenant, grâce au développement auquel nous assistons dans les technologies d'intelligence artificielle, l'équipe de scientifiques, au cours du mois d'avril 2023, a pu améliorer l'image à l'aide d'algorithmes d'apprentissage automatique pour devenir deux fois plus claire , comme il le montre maintenant le trou noir au centre de la galaxie (M87) aussi profonde et plus grande que la première image qui a été prise Pour la première fois en 2019, cette amélioration a des implications importantes pour mesurer la masse d'un trou noir.
Mais l'intelligence artificielle n'est pas une nouveauté en astronomie, les astronomes l'utilisent depuis des décennies. Les astronomes de l'Université de l'Arizona ont été les premiers à utiliser un type d'intelligence artificielle appelé réseau de neurones artificiels (ANN) pour étudier les formes des galaxies.
Depuis lors, l'intelligence artificielle s'est propagée à tous les domaines de l'astronomie, et à mesure que la technologie est devenue plus puissante et avancée, les algorithmes d'IA ont commencé à aider les astronomes à analyser d'énormes ensembles de données et à découvrir de nouveaux faits sur l'univers.
1-De meilleurs télescopes signifient plus de données :
C'était relativement simple en astronomie quand les seuls outils utilisés étaient l'œil nu ou un simple télescope, et tout ce qu'on pouvait voir était quelques milliers d'étoiles et une poignée de planètes. Mais il y a cent ans, Edwin Hubble a utilisé des télescopes nouvellement développés pour montrer que l'univers était rempli non seulement d'étoiles et de nuages de gaz, mais aussi d'innombrables galaxies.
Alors que les télescopes continuent de s'améliorer; Le grand nombre de corps célestes que les humains peuvent voir a augmenté la quantité de données que les astronomes doivent également trier et analyser.
Par exemple; L' observatoire Vera C. Rubin au Chili, qui sera bientôt achevé, produira des images de l'espace si grandes qu'il faudra 1 500 écrans HDTV pour afficher chacune d'entre elles dans son intégralité, sur 10 ans ; On s'attend à ce qu'il produise 0,5 exaoctet de données, soit 50 000 fois la quantité d'informations contenues dans tous les livres de la Bibliothèque du Congrès des États-Unis.
Ainsi, les algorithmes d'intelligence artificielle sont devenus le seul moyen que les astronomes pouvaient utiliser pour collecter et analyser les données dont ils disposaient aujourd'hui, car l'intelligence artificielle est capable d'analyser rapidement de grandes quantités de données ; C'est donc un outil très utile pour la prise de décision dans différents secteurs.
2- Utiliser l'intelligence artificielle pour identifier des motifs dans les galaxies :
La plupart des missions d'astronomie d'exploration peuvent être représentées comme la recherche d'aiguilles dans une botte de foin. Environ 99 % des pixels d'une image astronomique contiennent un rayonnement de fond, de la lumière provenant d'autres sources ou l'obscurité de l'espace, et seulement 1 % montrent les formes cachées des galaxies. .
Par conséquent, les algorithmes d'intelligence artificielle - en particulier les réseaux de neurones qui utilisent de nombreux nœuds interconnectés et sont capables d'apprendre à reconnaître les modèles - sont bien adaptés à la reconnaissance des modèles dans les galaxies.Les astronomes ont commencé à utiliser les réseaux de neurones pour classer les galaxies au début des années 2000, et maintenant les algorithmes sont si efficaces qu'il peut classer les galaxies avec une précision allant jusqu'à 98% .
Cette histoire s'est répétée dans d'autres domaines de l'astronomie, alors que les astronomes travaillant sur le projet SETI - un projet astronomique concerné par la recherche d'intelligence extraterrestre - utilisent des radiotélescopes pour rechercher des signaux provenant de civilisations lointaines.
Dans le passé, les radioastronomes scannaient les cartes visuellement pour rechercher des anomalies inexplicables , mais plus récemment ; Les chercheurs ont utilisé 150 000 ordinateurs pour rechercher des signaux radio artificiels, et les chercheurs utilisent maintenant l'intelligence artificielle pour trier ces données plus rapidement et de manière plus complète, ce qui a permis aux efforts du projet SETI de couvrir plus de terrain tout en réduisant considérablement le nombre de faux signaux.
Un autre exemple; est la recherche d'exoplanètes. Les astronomes ont découvert la plupart des 5 347 exoplanètes connues en mesurant une diminution de la quantité de lumière provenant d'une étoile lorsqu'une planète passe devant elle, et les outils d'intelligence artificielle peuvent désormais identifier les signes d'une exoplanète avec une précision de 96% .
3. L'intelligence artificielle aide à prouver les découvertes théoriques.
L'intelligence artificielle s'est révélée être une excellente solution pour identifier des objets connus. Tels que : les galaxies et les exoplanètes, mais il est également très puissant pour trouver des objets ou des phénomènes qui ont été développés en théorie et pas encore découverts dans le monde réel, car les équipes de recherche ont utilisé cette approche pour découvrir de nouvelles exoplanètes, identifier les étoiles qui ont conduit à la formation et à la croissance de la galaxie de la Voie lactée, et prédire les empreintes digitales de nouveaux types d' ondes gravitationnelles ; Un événement de démonstration d'ondes gravitationnelles en 2015 a conduit à la preuve de la théorie d'Einstein 100 ans après son développement.
Enfin, les radioastronomes ont également utilisé des algorithmes d'intelligence artificielle pour examiner des signaux qui ne correspondent pas à des phénomènes connus.Une équipe d'Afrique du Sud a récemment découvert un objet unique qui pourrait être le vestige de la fusion de deux trous noirs supermassifs.Si cela s'avère être vrai, les données permettront un nouveau test.La théorie de la relativité générale dans laquelle Albert Einstein a décrit le terme espace-temps .
4. L'IA aide à prévoir et à combler les lacunes :
Comme dans de nombreux domaines de la vie dans la période récente, l'IA générative et les grands modèles de langage tels que : ChatGPT aident également les astronomes, car l'équipe qui a créé la première image d'un trou noir en 2019 a utilisé l'IA générative pour produire sa nouvelle image.
Pour ce faire, l'équipe de scientifiques a formé le modèle d'IA sur la façon d'identifier les trous noirs en simulant plusieurs types de trous noirs, puis l'équipe a utilisé le modèle d'IA qu'elle a créé pour combler les lacunes dans la quantité massive de données recueillies par les radiotélescopes sur le trou noir M87.
Grâce à ces données, l'équipe a pu créer une nouvelle image deux fois plus nette que l'originale et parfaitement conforme aux prédictions de la relativité générale.
Les astronomes se tournent également vers l'intelligence artificielle pour aider à surmonter la complexité de la recherche.Une équipe du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics a créé un modèle de langage appelé astroBERT pour lire et organiser 15 millions d'articles scientifiques sur l'astronomie.
Une autre équipe de la NASA a également proposé d'utiliser l'intelligence artificielle pour prioriser les projets d'astronomie ; C'est un processus auquel les astronomes participent tous les 10 ans.
Conclusion:
Les progrès de l'intelligence artificielle en ont fait un outil essentiel pour les astronomes. Avec l'amélioration des télescopes et l'augmentation de la taille des ensembles de données, et avec le développement continu des technologies d'intelligence artificielle, cette technologie est susceptible de jouer un rôle central dans futures découvertes de l'univers.
Source : sites Internet