Codex көмегімен қара құрдымдардың жаңа симуляцияларын жасау
Есептеу астрофизигі қара құрдымның алғашқы қозғалыстағы бейнесін жасау жолында белгілі ғаламның шеттерін зерттеп жүр.
«Бұл құралдар ғылыммен айналысу тәсілімізді өте түбегейлі өзгертуде».
Ғаламның шетін зерттеу
Қара құрдымдар ғаламымыздың шетінде орналасқан және астрономдар үшін зерттеуі қиын аспан нысандары болып табылады. Олар жарық шығармайды, өте алыста болғандықтан оларды тікелей түсіру мүмкін емес — біреуін көру үшін Жер көлеміндей телескоп қажет болар еді — әрі оларды басқаратын физика біздің қазіргі түсінігімізбен әрдайым сәйкес келе бермейді.
Мұның ешқайсысы есептеу астрофизигі Чи-куан «CK» Чан үшін жаңалық емес. Аризона университетінің профессоры Чи-куан «CK» қара құрдымдарды 20 жылдан астам зерттеп келеді. 2019 жылы ол қара құрдымның алғашқы кескінін жасаған Оқиға көкжиегі телескопы жобасының құрамында болды. Биыл Ұлттық ғылым қоры(жаңа терезеде ашылады) қолдауымен олар одан да өршіл мақсатқа ұмтылып отыр: қара құрдымның алғашқы қозғалыстағы бейнесін жасау.
Чи-куан «CK» Китт-Пик ұлттық обсерваториясындағы Аризона радиообсерваториясының 12 м радиотелескопынан деректер жинайды.
«Қара құрдымдар бастапқыда теорияға негізделген еді. Сондықтан оларды бақылай алатынымыз өте қуанышты». — Чи-куан «CK» Чан
Ненің жетіспейтінін түсіну үшін жақсырақ модельдер құру қажет: экстремалды жағдайларда материяның қалай әрекет ететінін сипаттайтын математикалық жуықтаулар. Бірақ бұл теңдеулер аса күрделі. Тіпті ең ірі суперкомпьютерлердің өзі оларды шешуде қиналады, ал жаңа тәсілдерді әзірлеуге жылдар кетуі мүмкін. Сондықтан Чи-куан «CK» бұл процесті жеделдетуге көмектесу үшін Codex-ке жүгінді.
«Он жаңа жуықтауды ойлап табу үшін маған он күн керек болар еді. Codex-пен мұны бірнеше минутта жасауға болады».
Чи-куан «CK» студенттері қарап шығуы үшін жуықтауды жазып көрсетіп жатыр.
Чи-куан «CK» Аризона университетіндегі студенттері үшін топтық талқылау жүргізіп жатыр.
Чи-куан «CK» жасаған қолжазба математикалық жуықтау.
Жаңа технология, жаңа тәсілдер
Қара құрдымдар Жерден өте алыста орналасқандықтан, оларды зерттеудің жалғыз жолы — ішіне құлайтын плазманы өлшеу. Чи-куан «CK» плазманың симуляцияларын жасап, содан кейін оларды телескоптарда жиналған бақылау деректерімен салыстырады. «Алайда симуляциялар жеткіліксіз», — дейді Чи-куан «CK». «Симуляцияны бақылаумен салыстырғанда, қара құрдымдардың айналасындағы плазманың тығыздығы өте төмен екенін түсінеміз, сондықтан плазманы сұйықтық ретінде жуықтай алмаймыз». Чи-куан «CK» оларды дұрыс симуляциялай алатын жалғыз жол — жеке электрондар мен иондарды қадағалау. «Ал бұл — есептеу тұрғысынан шешуі аса қиын мәселе».
Чи-куан «CK» өзі жазған агент дағдысын іске асыру арқылы жылдамырақ әрі тұрақтырақ симуляциялар жасауға көмектесетін жаңа сандық алгоритмдерді табу үшін Codex-ті қолданады. «Codex арқылы біз қазір осы есептеулерді 1000 есе жылдамдата алатын жаңа координаталық түрлендірулер мен алгоритмдерді автоматты түрде таба аламыз. Бұл бұрын мүмкін болмаған симуляцияларды жасауға мүмкіндік береді».
Чи-куан «CK» әлі де Codex жасаған әрбір жуықтауды іске асырып, тексеруі керек, бірақ бұл тәсіл оның жұмыс процесін жеделдетіп, уақытының көбін зерттеуге бөлуге мүмкіндік береді. (Қара құрдымдар мен Чи-куан «CK» жұмысының ғылыми негізі туралы толығырақ оқыңыз.)
«Өте ұзақ уақыт бойы астрономдар мен ғалымдар зерттеу мәселелерін шешу үшін мықты әзірлеуші болуы керек еді. Жасанды интеллект бізге бағдарламалау жұмысына емес, қайтадан ғылыми сұрақтарға назар аударуға мүмкіндік береді».
Китт-Пиктегі Аризона радиообсерваториясының 12 м радиотелескопы Event Horizon Telescope желісіндегі он бір обсерваторияның бірі.
Codex Чи-куан «CK»-ға ғылыми кодты қарап шығуға және статистика мен сандық әдістердегі қателерді табуға көмектесіп, сенімдірек нәтижелер шығаруға жәрдемдеседі.
Чи-куан «CK» Аризона радиообсерваториясының 12 м радиотелескопының басқару бөлмесінде.
Ашылымдардың болашағы
Чи-куан «CK» және Event Horizon Telescope тобы қазір қара құрдымдар туралы деректер жинап жатыр; олар алғашқы қозғалыстағы бейнені 2027 жылы жариялауға үміттенеді. Чи-куан «CK» нені білуі мүмкін екеніне қуанышты. «Егер біз қара құрдымның осы алғашқы видеосын сәтті түсірсек, ол оқиға көкжиегі ауқымындағы, уақытқа тәуелді қара құрдым астрофизикасының жаңа дәуірін ашады», — дейді ол. «Бұл бізге плазманың ғаламдағы ең экстремалды орталардың кейбірінде қалай әрекет ететінін зерттеуге мүмкіндік береді».
«Егер айналаңыздағы әлемге қызықсаңыз, жаңа жауаптарды іздей бересіз. Біз осылай үйренеміз. Технологиямызды да, өркениетімізді де осылай дамытамыз». — Чи-куан «CK» Чан
Чи-куан «CK», Рам, Найера және Хейденмен бірге; олар — оның Аризона университетіндегі үш студенті, сондай-ақ қара құрдым деректерін талдаумен және жаңа симуляциялар жасаумен айналысады.
«Мен Гонконгтағы қарапайым отбасынан шыққанмын. Сондықтан қара құрдым зерттеулерінің озық шебінде жұмыс істей алатыныма өзімді керемет бақытты сезінемін». — Чи-куан «CK» Чан
«Адамдар — зерттеушілер. Ал астрономия — зерттеудегі біздің ең жоғарғы озық шебіміз. Сондықтан бұл — адам білімінің ғаламның шетіне жетуінің бір жолы».