چگونه می‌توانیم  عدسی‌های گرانشی را در سراسر جهان بیابیم؟ آیا استفاده از هوش مصنوعی می‌تواند موثر باشد؟

جست‌و‌جو برای عدسی‌ها‌ی گرانشی

عدسی گرانشی زمانی به‌وجود می‌آید که یک کهکشان، در پشت کهکشان دیگر پنهان شده باشد؛ حد‌اقل از دید ما اینگونه است. ممکن است گاهی کهکشان پشت سر از لبه‌ها‌ی کهکشان جلویی پیدا شود. ستاره‌شناسان برای این‌که بتوانند در مورد ماده‌ی تاریک به تحقیق بپردازند، به دنبال عدسی‌ها‌ی گرانشی جدید می‌گردند؛ اما جست‌و‌جو برای آن‌ها کاری خسته‌کننده و طاقت‌فرسا است. برای ساده کردن این پروژه، دانشمندان یک سیستم ستاره‌شناسی مبتنی بر هوش مصنوعی موسوم به منجم AI را مامور می‌کنند: هوش مصنوعی می‌تواند تصاویر را بسیار سریع‌تر از انسان کشف و ذخیره کند. بنابر‌این نتایج بسیار مطلوب هستند.

گروهی از منجمان از دانشگاه‌ها‌ی گرونینگن، ناپلس و بان، یک "شبکه‌ی عصبی پیچیده" را نظم و ترتیب داده‌اند که در آن از میلیون‌ها تصویر از عدسی‌ها‌ی گرانشی استفاده شده‌است. گوگل و دیپ‌مایند از این پروژه برای ساخت AlphaGo AI استفاده کردند. همچنین تسلا از آن برای به‌راه انداختن خودرو‌های بدون نیاز به راننده‌ی خود استفاده کرده است. شبکه‌ها‌ی عصبی همچنین برای شناسایی بیماری در گیاهان مختلف استفاده می‌شود.

پس از گرد‌آوری اولین دسته از تصاویر، تیم مورد نظر، میلیون‌ها تصویر از منطقه‌ی کوچکی از آسمان که معادل نیم درصد از کل سطح آسمان است را در اینترنت منتشر کرد. با اینکه این وسعت از منطقه در مقایسه با میزان گستردگی آسمان و فضا، بی‌معنی به نظر می‌رسد، تلاش‌ها سود‌مند واقع شده‌اند. در عمل هوش عملی توانست ۷۶۱ پتانسیل عدسی گرانشی را پیدا کند که پس از بازبینی توسط تیم منجمان، به ۵۶ عدسی گرانشی تقلیل یافت.

شرح کامل روش کار AI در نشریه‌ی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society چاپ شده است.

منجم AI

یافتن عدسی‌ها‌ی گرانشی جدید، یک پروژه‌ی واقعا چالش بر‌انگیز است که دلیل عمده‌ی آن، هزاران تصویری است که منجمان باید آن‌ها را وارسی کنند که این کار هم به کمک داوطلبان این کار در سراسر جهان، کمی آسان‌تر می‌شود. به گفته‌ی خود آن‌ها، بسیار مشکل می‌توان از پس هجوم تصاویر زیادی که تلسکوپ‌ها‌ی ثابت در سراسر جهان فراهم می‌کنند بر آمد.

کارلو انریکو پتریلو از دانشگاه گرونینگن که یکی از اولین بنیان‌گذاران پروژه است، گفت:

این اولین باری است که یک شبکه‌ی عصبی پیچیده برای یافتن اجرام نجومی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرد و این روش در آینده توسط گروه‌ها‌ی نجومی برای جمع آوری و بررسی داده‌ها‌ی بسیار زیادی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. منجمان برای بر آمدن از عهده‌ی این کار، کافی نیستند.

شبکه‌ی عصبی مورد نظر، بدون نقص نیست و برای تشخیص عدسی‌ها‌ی گرانشی کوچک طراحی نشده‌است و تاکنون نتوانسته است آن‌ها را شناسایی کند. این شبکه‌ی عصبی، ۵۶ عدسی گرانشی را پیدا کرده است که هنوز هم باید توسط تلسکوپ‌ها‌یی مثل تلسکوپ فضایی هابل تایید شوند که در این مورد ممکن است برخی از آن‌ها عدسی گرانشی نباشند و رد شوند.

خوشبختانه، تیم مورد نظر هنوز هم در حال توسعه و پیشرفت دادن منجم AI خود هستند تا دیگر به بررسی داده‌ها توسط انسان نیازی نباشد. زمانی که AI کاملا توسعه داده شده و کاملا تجهیز شود، می‌توان از آن برای پیدا کردن اجرام نجومی دیگری مثل شهاب ها و ستاره‌های دور‌دست یا پیدا کردن ماده‌ی تاریک استفاده کرد.

منجمان می‌توانند به‌وسیله‌ی گرانش یک خوشه که چه جرمی از ماده را به سمت خود می‌کشد، تشخیص دهند که خوشه‌ی مورد نظر چقدر بزرگ است و چقدر جرم دارد و سپس این مقدار ماده را با مقدار ماده‌ی قابل مشاهده در کل کهکشان مقایسه می‌کنند. هر کهکشانی که گرانش آن از مقدار ماده‌ی قابل مشاهده‌ی آن کمتر باشد، می‌توان ادعا کرد که در آن ماده‌ی تاریک وجود دارد و تاثیر گرانشی خود را می‌گذارد. پس با روش پیدا کردن عدسی‌ها‌‌ی گرانشی، می‌توان نقشه‌ای از توزیع ماده‌ی تاریک و انرژی‌تاریک در کل جهان به‌دست آورد و شاید روزی بتوانیم بفهمیم که این موجودات مرموز عالم ما دقیقا چه هستند.