گجت نیوز/ اولین تصویر بشر از سیاه چاله نتیجه ترکیب داده‌‌های ۷ تلسکوپ مختلف بود و چندان دقیق جلوه نمی‌کرد؛ اما هوش مصنوعی توانسته این تصویر را بسیار بهتر از نسخه اولیه کند.

۲۱ فروردین ۱۳۹۸ بود که یک خبر مهم اخترشناسی، دنیا را تکان داد. تلسکوپ افق رویداد توانسته بود با همکاری چند تلسکوپ دیگر اولین تصویر بشر از سیاه چاله را ثبت کند. اگرچه تصویر ثبت شده فوق‌العاده بود و اطلاعات زیادی را به دانشمندان ارائه می‌داد، اما مشکلاتی هم داشت. همین باعث شد که دانشمندان به‌فکر بهبود آن بیفتند.

نقش هوش مصنوعی در بهبود اولین تصویر بشر از سیاه چاله
 

سیاه چاله ها فاصله نسبتا زیادی با ما دارند و به‌همین خاطر نمی‌توانیم به آنها نزدیک شویم. همچنین امکان مشاهده همه آنها وجود ندارد و صرفا می‌توانیم سیاه چاله های فعال را بررسی کنیم. سیاه چاله هایی که به‌خاطر جاذبه قدرتمند خود هر ماده‌ای که در اطراف وجود دارد را به‌درون خود می‌کشند. برخی از مواد نیز در نزدیکی افق رویداد به‌صورت دیسکی داغ و درخشان به‌حرکت در می‌آیند.

اولین تصویر بشر از سیاه چاله نیز دیسکی نارنجی‌رنگ را به‌صورت تار دور مرکزی تاریک نشان می‌داد. این سیاه چاله M87 نام دارد و در کهکشان مسیه 87 قرار گرفته است. همچنین فاصله آن از زمین به ۵۵ میلیون سال نوری می‌رسد. این سیاه چاله به‌عنوان اولین هدف رصدخانه افق رویداد انتخاب شد. اما دلیل این انتخاب چه بود؟

جرم سیاه چاله M87 حدود ۶.۵ میلیارد برابر خورشید است. این سیاه چاله کلان‌جرم فعالیت نسبتا زیادی هم دارد. همین باعث می‌شود که با فناوری‌های فعلی قابل مشاهده باشد. اما چرا پای هوش مصنوعی به اولین تصویر بشر از سیاه چاله باز شد؟

کهکشان مسیه ۸۷

هفت تلسکوپ رادیویی زمین قدرت هم را ترکیب کردند تا بتوانند یک تلسکوپ مجازی در ابعاد زمین را شکل دهند. آنها همچنین به‌ ۴ روز مشاهده و جمع‌آوری داده پرداختند. پس از آن نوبت به یکی از مراحل سخت کار یعنی پردازش داده‌‌ها رسید. اگرچه عملکرد دانشمندان در ترکیب داده‌های ۷ تلسکوپ مختلف یک دستاورد بزرگ علمی محسوب می‌شود، اما بی‌نقص نیست.

این تلسکوپ‌ها از نظر فیزیکی با هم فاصله دارند و همین نیز باعث می‌شود که در داده‌‌های آنها نقاط تاریکی وجود داشته باشند. این مورد از آنجا اهمیت دارد که ابعاد سیاه چاله در تصویر بسیار برای اخترشناسان مهم است و کوچکترین جزئیات می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در رابطه با نحوه رفتار آنها ارائه دهد. همین نیز باعث شد که دانشمندان به‌سراغ یک الگوریتم هوش مصنوعی خاص به‌نام PRIMO بروند تا شکاف‌های اطلاعاتی برطرف شوند.

در واقع PRIMO رویکرد جدیدی است که میتواند خروجی به‌دست آمده از تلسکوپ افق رویداد را بهبود ببخشد. به‌بیانی دیگر هوش مصنوعی توانسته تصویری را از سیاه چاله ثبت کند که انگار ما یک رصدخانه بزرگ در ابعاد کره زمین در اختیار داریم. پریمو از یک روش یادگیری خاص به‌‌نام دیکشنری استفاده می‌کند که در آن الگوریتم با هزاران نمونه از قانون مدنظر آموزش می‌بیند.


برای اینکار نیز دانشمندان بیش از ۳۰ هزار تصویر شبیه‌سازی شده از سیاه چاله های فعال را در اختیار هوش مصنوعی قرار دادند تا به‌نحوه عملکرد آنها پی‌ببرد و الگوهای جدید را شناسایی کند. نتیجه کار نیز بهبود چشمگیر اولین تصویر ثبت شده از سیاه چاله توسط هوش مصنوعی بود. تصویری که حداکثر رزولوشن ممکن در شرایط فعلی را ارائه می‌دهد.

تصویر جدید ساختارهایی را آشکار می‌کند که در تصویر اولیه دیده نمی‌شدند. همچنین این تصویر با داده‌های سنگین جمع‌آوری شده (حدود ۵ پتابایت) هم‌خوانی دارد. با توجه به‌موفقیت هوش مصنوعی در بازسازی اولین تصویر بشر از سیاه چاله، دانشمندان امیدوار هستند که این روش در تصاویر مهم دیگر همچون کمان ای (سیاه چاله کلان‌جرم قلب کهکشان راه شیری) نیز جواب دهد.