Codex ашиглан хар нүхний шинэ симуляци бүтээх
Тооцооллын астрофизикч хар нүхний анхны хөдөлгөөнт дүрсийг бүтээхээр ажиллахын зэрэгцээ мэдэгдэж буй орчлонгийн зах хязгаарыг судалж байна.
“Эдгээр хэрэгслүүд бидний шинжлэх ухаан хийх арга барилыг маш суурь түвшинд өөрчилж байна.”
Орчлон ертөнцийн хязгаарыг судлах нь
Хар нүхнүүд нь манай орчлон ертөнцийн захад оршдог бөгөөд одон орон судлаачдын хувьд судлахад хэцүү тэнгэрийн биетүүд юм. Тэд гэрэл ялгаруулдаггүй, маш хол байдаг тул шууд буулгах боломжгүй - нэгийг нь харахад дэлхийн хэмжээтэй дуран хэрэгтэй болно - мөн тэдгээрийг удирддаг физик нь бидний одоогийн ойлголттой үргэлж нийцдэггүй.
Энэ бүхэн нь тооцооллын астрофизикч Чи-кван “CK” Чаны хувьд шинэ мэдээ биш юм. Аризонагийн Их Сургуулийн профессор CK хар нүхийг 20 гаруй жил судалж байна. 2019 онд тэрээр хар нүхний анхны зургийг бүтээсэн Event Horizon Telescope-ийн хамтын ажиллагааны нэг хэсэг байв. Энэ жил Үндэсний Шинжлэх Ухааны Сангийн(шинэ цонхонд нээгдэнэ) дэмжлэгтэйгээр тэд бүр ч илүү том зорилго тавьж байна: хар нүхний анхны хөдөлгөөнт дүрсийг бүтээх.
CK Kitt Peak National Observatory дахь Аризонагийн радио ажиглалтын төвийн 12 м радио дурангаас өгөгдөл цуглуулдаг.
“Хар нүхнүүд анх онолд үндэслэсэн байсан. Тиймээс бид тэдгээрийг ажиглаж чаддаг болсон нь үнэхээр гайхалтай.” —Chi-kwan “CK” Chan
Юу дутуу байгааг ойлгохын тулд илүү сайн загварууд буюу туйлын нөхцөлд бодис хэрхэн авирладгийг дүрслэх математик ойролцооллуудыг бүтээх шаардлагатай. Гэвч эдгээр тэгшитгэлүүд үнэхээр асар төвөгтэй. Хамгийн том суперкомпьютерууд ч тэдгээрийг бодоход бэрхшээлтэй тулгардаг бөгөөд шинэ арга барил боловсруулахад олон жилийн ажил шаардагдаж болно. Тиймээс CK энэ үйл явцыг хурдасгахад туслуулахын тулд Codex-д хандсан.
“Арван шинэ ойролцоолол гаргахад надад арван өдөр хэрэгтэй байх байсан. Codex-той бол үүнийг хэдхэн минутын дотор хийж болно.”
CK оюутнууддаа хянуулах ойролцооллыг бичиж байна.
CK Аризонагийн их сургуулийн оюутнууддаа зориулан бүлгийн хэлэлцүүлэг удирдаж байна.
CK-ийн гараар бичсэн математик ойролцоолол.
Шинэ технологи, шинэ арга барил
Хар нүхнүүд Дэлхийгээс маш хол оршдог тул тэдгээрийг судлах цорын ганц арга нь тэдгээр рүү унаж буй плазмыг хэмжих явдал юм. CK плазмын симуляци бүтээгээд, түүнийгээ дурангуудаас цуглуулсан ажиглалтын өгөгдөлтэй харьцуулдаг. “Гэвч симуляциуд хангалтгүй байдаг” гэж CK хэлэв. “Симуляцийг ажиглалттай харьцуулахад хар нүхний эргэн тойрон дахь плазм маш бага нягттайг ойлгодог, тиймээс бид плазмыг шингэн гэж үнэндээ ойролцоолон авч үзэж чаддаггүй.” CK тэдгээрийг зөв симуляцлах цорын ганц арга нь тус тусын электрон, ионуудыг дагах явдал юм. “Тэгээд энэ нь тооцооллын хувьд шийдвэрлэхэд дэндүү хэцүү асуудал юм.”
CK өөрийн бичсэн агентын ур чадварыг хэрэгжүүлснээр илүү хурдан, тогтвортой симуляци бүтээхэд туслах шинэ тоон алгоритмуудыг олохын тулд Codex ашигладаг. “Codex-ийн тусламжтайгаар бид эдгээр тооцооллыг 1000 дахин хурдасгах шинэ координатын хувиргалт, алгоритмуудыг одоо автоматаар нээж чаддаг болсон. Энэ нь өмнө нь боломжгүй байсан симуляциудыг хийх боломж олгодог.”
CK Codex-ийн бүтээсэн ойролцоолол бүрийг хэрэгжүүлж, баталгаажуулах шаардлагатай хэвээр ч энэ арга нь түүний ажлын урсгалыг хурдасгаж, судалгаандаа илүү их цаг төвлөрүүлэх боломж олгодог. (Хар нүх болон CK-ийн ажлын цаад шинжлэх ухааны талаар илүү гүнзгий уншаарай.)
“Маш удаан хугацаанд одон орон судлаачид болон эрдэмтэд асуудлаа шийдэхийн тулд шилдэг хөгжүүлэгч байх шаардлагатай байлаа. AI бидэнд код бичих хэсгээс илүүтэй шинжлэх ухааны асуултуудад дахин төвлөрөх боломж олгодог.”
Kitt Peak дахь Аризонагийн радио ажиглалтын төвийн 12 м радио дуран нь Event Horizon Telescope сүлжээний арван нэгэн ажиглалтын төвийн нэг юм.
Codex нь CK-д шинжлэх ухааны кодыг хянах, статистик болон тоон аргын алдааг илрүүлэхэд тусалж, илүү найдвартай үр дүн гаргахад нь дэмжлэг үзүүлдэг.
CK Аризонагийн радио ажиглалтын төвийн 12 м радио дурангийн удирдлагын өрөөнд байна.
Нээлтийн ирээдүй
CK болон Event Horizon Telescope-ийн баг одоогоор хар нүхний өгөгдөл цуглуулж байгаа бөгөөд тэд 2027 оны нэг үед анхны хөдөлгөөнт дүрсийг нийтэлнэ гэж найдаж байна. CK юу сурч мэдэж болохдоо догдолж байна. “Хэрэв бид хар нүхний энэхүү анхны видеог амжилттай авбал, энэ нь хаяаны хэмжээний, цаг хугацааны мужийн хар нүхний астрофизикийн шинэ эрин үеийг нээнэ” гэж тэр хэлэв. “Энэ нь орчлонгийн хамгийн туйлын орчны заримд плазм хэрхэн авирладгийг судлах боломж олгоно.”
“Хэрэв та эргэн тойрныхоо ертөнцийг сонирхдог бол шинэ хариултуудыг үргэлж хайсаар байх болно. Тэгж л бид суралцдаг. Тэгж л бид технологио ахиулж, соёл иргэншлээ хөгжүүлдэг.” —Chi-kwan “CK” Chan
CK нь Аризонагийн их сургуулийн гурван оюутан болох Ram, Nayera, Hayden нартай хамт; тэд мөн хар нүхний өгөгдөлд шинжилгээ хийх, шинэ симуляци бүтээх ажилд оролцдог.
“Би Хонконгийн жирийн айлаас гаралтай. Тиймээс хар нүхний судалгааны хил хязгаарт ажиллаж чаддагтаа өөрийгөө үнэхээр их азтай гэж боддог.” —Chi-kwan “CK” Chan
“Хүмүүс бол нээн судлагчид. Мөн одон орон судлал бол бидний судлан нээх эцсийн хил хязгаар юм. Тиймээс энэ нь хүний мэдлэг орчлонгийн зах хязгаарт хүрэх нэг арга юм.”