4 Minutės
Anksčiau jas laikė kosminėmis švyturiais, kuriais nekvestionuodami pasitikėdavai. Tipo Ia supernovos (baltieji nykštukai, sprogstantys taip, jog elgiasi kaip standartinės žvakės) parodė astronomams, kad Visatos plėtra spartėja. Tačiau jų skleidžiama šviesa neša aplinkos pėdsakus, ir ta sudėtinguma tyliai apribojo, kiek tiksliai galime nustatyti kosminius atstumus.
Dabar komanda iš Barcelonos universiteto Kosmoso mokslų instituto sujungė tuos pėdsakus į vieną išmokstamą vaizdą. Publikuotas žurnale Nature Astronomy, naujasis karkasas, pavadintas CIGaRS, nevertina sprogstančių žvaigždžių, jų šeimininkių galaktikų, tarp jų esančių dulkių, supernovų dažnio per laiką ar Visatos plėtros kaip atskirų galvosūkių, kuriuos reikėtų spręsti izoliuotai. Vietoje to jis kuria vieną savarankišką modelį, leidžiantį visiems šiems komponentams vienas kitą informuoti.
Kodėl tai svarbu? Todėl, kad aplinka yra svarbi. Supernovos senose, masyviuose galaktikose gali atrodyti kitaip nei jaunų, žvaigždžių formavimu besiverčiančių šeimininkių supernovos. Dulkės gali parausti ir prislopinti šviesą. Pasirinkimo efektai praslysta nepastebėti. Tradicinės korekcijos naudingos, bet bukos. Jos sutvarko daugumą problemų, tačiau palieka subtilias šališkumas, kurios susumavus pradeda kliudyti, kai siekiama itin tiksliai išmatuoti tamsiąją energiją.
.avif)
CIGaRS sprendžia chaosą imituodamas daugybę tikėtinų visatų iš pirmųjų principų ir treniruodamas neuroninį tinklą atpažinti, kaip stebėjimo duomenys atkuria pagrindinius fizinius parametrus. Galvokite apie tai kaip mašinai mokant skaityti užgrūstą, triukšmingą puslapį: rodote tūkstančius spausdintų juodraščių, kol ji perpranta Visatos gramatiką. Ši technika, paremta simuliacijomis, leidžia komandai vienu metu analizuoti dešimtis tūkstančių fotometrinių supernovų, mastą, kurio spektroskopiniai metodai pasiekti negali.
Tai turi praktinę naudą. Spektroskopija suteikia tikslius raudoninius, bet tai užima daug laiko ir kainuoja brangiai. Vera C. Rubino observatorija greitai užlies duomenų bazes milijonais tranzientų, ir maždaug 99 % jų turės tik kelių filtrų nuotraukas, o ne spektras. CIGaRS gali nuspėti galaktikų raudoninius ir kitus svarbius parametrus vien tik iš vaizdų, daugeliu atvejų pasiekiant net apytiksles, panašias į spektroskopinius matavimus. Tai nėra menkas teiginys. Tai keičia, ką galime nuveikti su apžvalgomis, kurios daugiausia yra fotometrinės.
„Galingas Visatos modeliavimo būdas yra simuliuoti ją ab initio kompiuteriu, naudojant Bayeso inferenciją“, sako Raúl Jiménez iš ICCUB. Svarbiausia nėra vien pagerėję skaičiai grafike. Tai gebėjimas tirti nežinomas sistemines klaidas, tai, ko net nežinojote, kad reikėtų nerimauti, nes modelis leidžia visiems parametrams keistis kartu, atskleidžiant paslėptus ryšius ir šališkumus.
Konstantin Karchev, pagrindinis straipsnio autorius, apibrėžia šį požiūrį kaip galutinį sprendimą, sukurtą Rubino erai: sukurti realistiškas simuliuotas dangaus sritis, išmokyti neuroninį tinklą atitikimo tarp stebėjimo ir fizikos, o tada taikyti šias žinias realiems apžvalgų duomenims, nenaudojant analitinių trumpinių, kurie slėptų sudėtingumą.
Rezultatas yra sistema, galinti išgauti daugiau kosmologinės ir astrofizinės informacijos vien tik iš vaizdų nei tradiciniai metodai, paremti spektroskopiniais duomenimis.
Be to, šis integruotas metodas, tobulinant tamsiosios energijos matavimus, atveria langą į pačių sprogimų astrofiziką. Kartu modeliuodami, kaip supernovų dažnis priklauso nuo žvaigždžių amžiaus ir šeimininkių galaktikų savybių, tyrėjai gali patikrinti konkuruojančias idėjas apie tai, kurios dvejetainės sistemos sukelia Tipo Ia įvykius ir kaip šie kanalai kinta per kosminį laiką.
Kiekybiškai autoriai įvertina, kad jų požiūris galėtų suspausti kosmologines apribojimus iki keturių kartų lyginant su strategijomis, kurios remiasi ribotu spektroskopiniu imtimi. Kokybiškai tai perkelia problemą nuo spektrų gaudymo prie patikimumo įtvirtinimo galutiniuose inferencijos etapuose: geresnės simuliacijos, protingesni tinklai ir modeliai, pripažįstantys stebėjimų painią realybę.
Rubino observatorija pristatys precedento neturintį fotometrinių duomenų bumo bangą. Tokios priemonės kaip CIGaRS žada paversti tą bangą į aiškumą, jei bendruomenė investuos į tvirtas simuliacijas, kruopštų pasirinkimo efektų charakterizavimą ir nuolatinius kryžminius patikrinimus tarp vaizdais valdomų ir spektroskopinių analizų. Ar pasiruošę skaityti Visatą naujomis akimis?
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą