15:16
Comentarii Adauga Comentariu

_ AI și fizica se combină pentru a dezvălui structura 3D a unei erupții care erupe în jurul unei găuri negre

_ AI și fizica se combină pentru a dezvălui 3D structura unei erupții care erupe în jurul unei găuri negre

Oamenii de știință cred că mediul care înconjoară imediat o gaură neagră este tumultuos, prezentând gaz magnetizat fierbinte care se învârte într-un disc la viteze și temperaturi extraordinare. Observațiile astronomice arată că în interiorul unui astfel de disc apar erupții misterioase de mai multe ori pe zi, luminându-se temporar și apoi dispărând.

Acum, o echipă condusă de oamenii de știință de la Caltech a folosit datele telescopului și o inteligență artificială (AI). ) tehnică de vizualizare pe computer pentru a recupera primul videoclip tridimensional care arată cum ar putea arăta astfel de erupții în jurul Săgetător A* (Sgr A*), gaura neagră supermasivă din inima propriei noastre galaxii Calea Lactee.

Structura fulgerului 3D prezintă două caracteristici luminoase și compacte situate la aproximativ 75 de milioane de kilometri (sau jumătate din distanța dintre Pământ și Soare) de centrul găurii negre. Se bazează pe datele colectate de Atacama Large Millimeter Array (ALMA) din Chile pe o perioadă de 100 de minute direct după o erupție observată în datele cu raze X pe 11 aprilie 2017.

„Acesta este prima reconstrucție tridimensională a gazului care se rotește aproape de o gaură neagră”, spune Katie Bouman, profesor asistent de calcul și științe matematice, inginerie electrică și astronomie la Caltech, al cărui grup a condus efortul descris într-o lucrare în Nature Astronomy intitulată „Orbital Polarimetric”. Tomografia unei erupții în apropierea găurii negre supermasive din Săgetător A*.”

Aviad Levis, un cercetător postdoctoral din grupul lui Bouman și autorul principal al lucrării, subliniază că, deși videoclipul nu este o simulare, este și nu o înregistrare directă a evenimentelor, așa cum au avut loc. „Este o reconstrucție bazată pe modelele noastre de fizică a găurii negre. Există încă multă incertitudine asociată cu aceasta, deoarece se bazează pe precizia acestor modele”, spune el.

Pentru a reconstrui imaginea 3D, echipa a trebuit să dezvolte noi instrumente de imagistică computațională care ar putea, de exemplu, să țină seama de îndoirea luminii din cauza curburii spațiu-timp în jurul obiectelor cu o gravitate enormă, cum ar fi o gaură neagră.

Multidisciplinarul Echipa s-a gândit pentru prima dată dacă ar fi posibil să creeze un videoclip 3D cu erupții în jurul unei găuri negre în iunie 2021. Colaborarea Event Horizon Telescope (EHT), din care sunt membri Bouman și Levis, a publicat deja prima imagine a negrului supermasiv. gaură din miezul unei galaxii îndepărtate, numită M87, și lucra pentru a face același lucru cu datele EHT de la Sgr A*.

Pratul Srinivasan de la Google Research, un coautor al noii lucrări, a fost la acea vreme vizitând echipa de la Caltech. El a ajutat la dezvoltarea unei tehnici cunoscute sub numele de câmpuri de radiație neurale (NeRF), care tocmai începea să fie folosită de cercetători; de atunci a avut un impact uriaș asupra graficii computerizate. NeRF folosește învățarea profundă pentru a crea o reprezentare 3D a unei scene bazată pe imagini 2D. Oferă o modalitate de a observa scene din unghiuri diferite, chiar și atunci când sunt disponibile doar vizualizări limitate ale scenei.

Echipa s-a întrebat dacă, bazându-se pe aceste evoluții recente în reprezentările rețelelor neuronale, ar putea reconstrui 3D. mediul din jurul unei găuri negre. Marea lor provocare: de pe Pământ, ca oriunde, obținem doar un singur punct de vedere al găurii negre.

Echipa s-a gândit că ar putea depăși această problemă, deoarece gazul se comportă într-un mod oarecum previzibil, deoarece se mișcă în jurul găurii negre. Luați în considerare analogia încercării de a captura o imagine 3D a unui copil care poartă un tub interior în jurul taliei.

Pentru a captura o astfel de imagine cu metoda tradițională NeRF, veți avea nevoie de fotografii făcute din mai multe unghiuri în timp ce copilul rămas staționar. Dar, teoretic, ai putea cere copilului să se rotească în timp ce fotograful rămânea staționar făcând poze.

Instantaneele cronometrate, combinate cu informații despre viteza de rotație a copilului, ar putea fi folosite pentru a reconstrui la fel de bine scena 3D. În mod similar, valorificând cunoștințele despre modul în care gazul se mișcă la diferite distanțe față de o gaură neagră, cercetătorii și-au propus să rezolve problema reconstrucției fulgerului 3D cu măsurători luate de pe Pământ de-a lungul timpului.

Cu această perspectivă în mână, echipa a construit o versiune a NeRF care ia în considerare modul în care gazul se mișcă în jurul găurilor negre. Dar trebuia să ia în considerare și modul în care lumina se îndoaie în jurul obiectelor masive, cum ar fi găurile negre. Sub îndrumarea co-autorului Andrew Chael de la Universitatea Princeton, echipa a dezvoltat un model computerizat pentru a simula această îndoire, cunoscută și sub numele de lentilă gravitațională.

Cu aceste considerente în vigoare, noua versiune a NeRF a putut pentru a recupera structura trăsăturilor luminoase care orbitează în jurul orizontului de evenimente al unei găuri negre. Într-adevăr, dovada inițială a conceptului a arătat rezultate promițătoare pe datele sintetice.

Dar echipa avea nevoie de câteva date reale. Acolo a intervenit ALMA. Imaginea acum faimoasă a Sgr A* a EHT s-a bazat pe datele culese în perioada 6-7 aprilie 2017, care au fost zile relativ calme în mediul din jurul găurii negre. Dar astronomii au detectat o strălucire explozivă și bruscă în împrejurimi doar câteva zile mai târziu, pe 11 aprilie.

Când membrul echipei Maciek Wielgus de la Institutul Max Planck pentru Radio Astronomie din Germania a revenit la datele ALMA de la în acea zi, el a observat un semnal cu o perioadă care se potrivește cu timpul necesar unui punct luminos din disc pentru a finaliza o orbită în jurul Sgr A*. Echipa și-a propus să recupereze structura 3D a acelei străluciri din jurul Sgr A*.

ALMA este unul dintre cele mai puternice radiotelescoape din lume. Cu toate acestea, din cauza distanței mari până la centrul galactic (mai mult de 26.000 de ani lumină), nici măcar ALMA nu are rezoluția de a vedea împrejurimile imediate ale lui Sgr A*. Ceea ce măsoară ALMA sunt curbele de lumină, care sunt în esență videoclipuri ale unui singur pixel care pâlpâie, care sunt create prin colectarea întregii lumini cu lungimea de undă radio detectată de telescop pentru fiecare moment de observație.

Recuperarea unui volum 3D. dintr-un videoclip cu un singur pixel ar putea părea imposibil. Cu toate acestea, valorificând o informație suplimentară despre fizica care este așteptată pentru discul din jurul găurilor negre, echipa a reușit să ocolească lipsa de informații spațiale din datele ALMA.

ALMA nu are capturați doar o singură curbă de lumină. De fapt, oferă câteva astfel de „videoclipuri” pentru fiecare observație, deoarece telescopul înregistrează date referitoare la diferite stări de polarizare a luminii. La fel ca lungimea de undă și intensitatea, polarizarea este o proprietate fundamentală a luminii și reprezintă direcția în care componenta electrică a unei unde luminoase este orientată în raport cu direcția generală de deplasare a undei.

„Ceea ce obținem de la ALMA este două. videoclipuri polarizate cu un singur pixel”, spune Bouman, care este, de asemenea, un bursier Rosenberg și un investigator al Institutului de Cercetare Medicală Heritage. „Acea lumină polarizată este de fapt cu adevărat, cu adevărat informativă.”

Studii teoretice recente sugerează că punctele fierbinți care se formează în gaz sunt puternic polarizate, ceea ce înseamnă că undele de lumină care provin din aceste puncte fierbinți au o direcție de orientare preferată distinctă. Acest lucru este în contrast cu restul gazului, care are o orientare mai aleatorie sau amestecată. Prin colectarea diferitelor măsurători de polarizare, datele ALMA au oferit oamenilor de știință informații care ar putea ajuta la localizarea de unde provine emisia în spațiul 3D.

Pentru a descoperi o structură 3D probabilă care a explicat observațiile, echipa a dezvoltat o versiune actualizată a metodei sale care nu numai că a încorporat fizica curbării luminii și dinamica în jurul unei găuri negre, ci și emisia polarizată așteptată în punctele fierbinți care orbitează o gaură neagră. În această tehnică, fiecare structură potențială de flare este reprezentată ca un volum continuu folosind o rețea neuronală.

Acest lucru le permite cercetătorilor să progreseze computațional structura 3D inițială a unui punct fierbinte în timp, pe măsură ce acesta orbitează în jurul găurii negre pentru a crea o curbă întreagă de lumină. Ei ar putea apoi să rezolve cea mai bună structură 3D inițială care, atunci când a progresat în timp conform fizicii găurii negre, se potrivea cu observațiile ALMA.

Rezultatul este un videoclip care arată mișcarea în sensul acelor de ceasornic a două regiuni luminoase compacte care urmăresc o potecă în jurul găurii negre. „Este foarte interesant”, spune Bouman. „Nu trebuia să iasă astfel. Ar fi putut exista o luminozitate arbitrară împrăștiată pe tot volumul. Faptul că aceasta seamănă mult cu erupțiile pe care le prezic simulările computerizate ale găurilor negre este foarte incitant.”

< Levis spune că munca a fost unic interdisciplinară: „Aveți un parteneriat între informaticieni și astrofizicieni, care este unic sinergetic. Împreună, am dezvoltat ceva care este de ultimă oră în ambele domenii – atât dezvoltarea de coduri numerice care modelează cât de ușor. se propagă în jurul găurilor negre și a lucrărilor de imagistică computațională pe care am făcut-o.”

Oamenii de știință notează că acesta este doar începutul acestei tehnologii incitante. „Aceasta este o aplicație cu adevărat interesantă a modului în care AI și fizica pot veni împreună pentru a dezvălui ceva care altfel nu se vede”, spune Levis. „Sperăm că astronomii l-ar putea folosi pe alte date bogate din serii de timp pentru a face lumină asupra dinamicii complexe a altor astfel de evenimente și pentru a trage noi concluzii.”


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

Fluierul Ro face un apel disperat către oamenii Sistemului care conduc Ronânia să nu repete greșeală Statului Român din ani 1939-1940 când țara s-a destrămat

_ Lecția ucraineană: Pentagonul, între portavioane și drone navale

_ Rugbistul sud-african Steven Kitshoff a fost supus unei intervenţii chirugicale dificile la gât

_ CSM Constanţa încheie campania din European League cu un eşec pe teren propriu

_ Surse: Israelienii au decis să amâne ofensiva terestră de la Rafah

_ Geopolitică subacvatică

_ Blinken spune că discuțiile de încetare a focului din Liban sunt „în etapele finale”

Călin Georgescu îi cere de urgență șefului operativ al SRI, Răzvan Ionescu, (cel care a participat la anularea alegerilor cu "notele șubrede" ca să cităm din JD Vance) ori sa arate Dovezile ori să-și dea Demisia și să plece.

_ Bryan preia trei șuturi de avans la Campionatul Puntacana

_ Rodriguez câștigă Turul Romandiei în timp ce Godon trece în faza finală

_ Aproape 10.000 de clădiri distruse de Hezbollah în nordul Israelului: raport

_ SUA au pierdut acum trei drone MQ-9 Reaper peste Yemen, cu un cost de 90 de milioane de dolari

_ „Voi fi în teren” - Rafael Nadal confirmă participarea la Barcelona Open

_ Cum îţi creezi propriul portofoliu online? (P)

_ Prognoza meteo: Vremea se răceşte în toată ţara şi vin ploile

_ Studiul elucidează mecanismul de reglare pentru reducerea electrocatalitică a nitraților

_ Zboruri directe de pe Aeroportul Internațional Brașov-Ghimbav către marile orașe din Europa

_ Gheorghe Șoldan, apel către suceveni: Nu mai putem merge pe contrasens!

_ Liberalul pe care Diana Șoșoacă l-a acuzat de tentativă de omor a fost reținut. Ce spune poliția în cazul liderului S.O.S lovit cu mașina

_ Cutremur în Serbia, la graniţa cu România: s-a produs la adâncimea de 15 km

_ I-am trimis regelui Carol cartea virală - a avut nevoie de râs după diagnosticul său de cancer: a dezvăluit gluma „cel puțin nu trebuie să porți conuri” – în timp ce designerul împărtășește experiența „suprareală”

_ VIDEO - Grindeanu și Cîrstoiu resping scenariul retragerii candidatului PSD PNL la Primăria Capitalei

_ Cîrstoiu neagă o eventuală retragere din cursa pentru Primăria Capitalei

_ Cabinetul de război din Israel se reunește din nou / Cine sunt oamenii care au în mână decizia momentului

_ România la Euro 2024 | Episodul 5: Topul în care suntem la coada clasamentului. Doar Georgia stă mai rău decât noi

_ Scandal uriaș la un colegiu din Bacău 'Întârziații' de la prima oră, ţinuţi la poartă până la pauză. Prefectul a explodat și a cerut explicaţii

_ Pollard, antrenorul din Mumbai, este „bolnav și sătul” de atacul lui Pandya

_ Grindeanu, despre podul de la Brăila: Nu facem recepţia până nu sunt înlăturate neconformităţile

_ Iranul își extinde arsenalul: Rachete cu rază lungă de acțiune lansate cu succes de pe o navă de război

_ Pădurile tropicale nu se pot recupera în mod natural fără păsări care mănâncă fructe, arată un studiu de recuperare a carbonului

_ Cartea de rețete a lui Evolution: Cum au dus erorile de „copy paste” la zborul insectelor, camuflajul caracatiței și cunoașterea umană

_ Trecerea la infrastructura ecologică a apelor uzate ar putea reduce emisiile și poate oferi economii uriașe, arată o nouă cercetare

_ Fostul angajat al lui Bill Clinton, George Stephanopoulos, �ncearcă să-l picteze pe Trump drept anormal, pe baza a ceea ce �i fac democrații (VIDEO)

_ Rușii provoacă haos în țările din Europa: au paralizat traficul aerian. NATO și UE au intrat în alertă

_ Horoscopul zilei de 1 mai 2024. Capricornii au nevoie de odihnă. Află ce se întâmplă cu zodia ta

_ Transferul de bombe nucleare în Ucraina ar însemna un atac asupra Rusiei: Medvedev

_ Dacă politica ar fi afaceri, autoritățile de reglementare ar distruge-o

_ Respect România neștiută

_ Travestirile proceselor lui Trump

_ Actrița Sharon Stone le îndeamnă pe femei să stea departe de susținătorii lui Trump – dă vina pe victoria sa pe „Needucatul” Hicks (VIDEO)

_ A Whimper, Not A Bang: Unde a fost Antifa după victoria lui Trump?

_ Descoperire uriașă în lumea medicală: Un spray de nas încetinește boala Alzheimer

_ Scandal în trafic pe un bulevard din Constanţa, între doi şoferi: Unul l-a ameninţat pe celălalt cu un cuţit

_ Totul este în zâmbet: o nouă cercetare arată că politicienii pot influența alegătorii cu expresii faciale

_ Puteți să urâți și să criminalizați Rusia, dar de ce să nu ascultați cealaltă parte?

_ 'Vă accesează aplicațiile bancare': Alertă dată de un expert în securitate cibernetică, în legătură cu noile funcții Apple

_ Un burger pentru a-l face pe Satan să transpire - iată de ce Tom Parker Bowles îi acordă patru stele

_ Era o regină adevărată, care locuia la doar câteva sute de metri de Palatul Buckingham - totuși NU era un oaspete binevenit. Poți ghici de ce?

_ Alertă alimentară în SUA: Lapte pasteurizat infectat cu gripă aviară, vândut în magazine!

_ Adrian Vigheciu și-a depus candidatura pentru Primăria Sectorului 5

_ „Rămâneți la curent” – James O’Keefe intră sub acoperire în Carolina de Nord, notifică FEMA în timp ce victimele uraganului dorm în corturi... ÎN DEZVOLTARE

_ O profesoară de istorie explică pe înțelesul tuturor ce înseamnă legionarismul, în contextul declarațiilor lui Călin Georgescu

_ WAR FOOTING: În mijlocul majorelor escalade de război europene, prințul moștenitor britanic William își îmbracă uniforma de luptă și se alătură antrenamentului de tragere în direct cu gardienii galezi

_ �Acesta este o nebunie. Războiul pentru totdeauna� � Elon Musk răspunde la anunțul președintelui ucrainean Zelenskyi privind un acord de finanțare de un deceniu cu SUA

_ Fostul oficial de top al DOJ, John Yoo, explică de ce mărturia lui Michael Cohen ar putea declanșa un proces (VIDEO)

_ Dilemă: se va folosi Trump de nevoia Europei de gaze pentru a întări SUA?

_ Pericol de escaladare - În ce condiții va lovi NATO instalațiile de lansare ale Rusiei

_ Controversa care zguduie Germania: Cranii datate greșit și prezentate ca mari descoperiri

_ Mircea Geoană dă un mesaj într-o zi importantă: 'Oameni care au spus 'Pe aici nu se trece''

_ Un cunoscut vlogger, despre viralizarea lui Călin Georgescu pe TikTok: Nu se poate fără bani


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5

Nr. de articole la aceasta sectiune: 269, afisate in 5 pagini.