Kuunda miigo mipya ya mashimo meusi kwa Codex
Mwanaastrofizikia wa kikokotozi anachunguza mipaka ya ulimwengu unaojulikana huku akijenga picha ya kwanza inayosonga ya shimo jeusi.
“Zana hizi zinabadilisha jinsi tunavyofanya sayansi kwa njia ya msingi sana.”
Kusoma ukingo wa ulimwengu
Mashimo meusi yapo kwenye ukingo wa ulimwengu wetu na ni vitu vya angani vigumu kwa wanaastronomia kuvichunguza. Hayatoi mwanga, hayawezi kunaswa moja kwa moja kwa sababu yako mbali sana—ungehitaji darubini yenye ukubwa wa dunia ili kuona moja—na fizikia inayoyaongoza haiendani kila wakati na uelewa wetu wa sasa.
Haya yote si mapya kwa mwanaastrofizikia wa kikokotozi Chi-kwan “CK” Chan. CK, profesa katika Chuo Kikuu cha Arizona, amekuwa akichunguza mashimo meusi kwa zaidi ya miaka 20. Mwaka 2019, alikuwa sehemu ya ushirikiano wa Event Horizon Telescope uliotoa picha ya kwanza ya shimo jeusi. Mwaka huu, kwa msaada kutoka Taasisi ya Kitaifa ya Sayansi(fungua katika dirisha jipya), wanafuatilia lengo kubwa zaidi: kuunda picha ya kwanza inayosonga ya shimo jeusi.
CK hukusanya data kutoka kwa darubini ya redio ya mita 12 ya Arizona Radio Observatory katika Kitt Peak National Observatory.
“Mashimo meusi awali yalitokana na nadharia. Kwa hivyo inasisimua sana kwamba tunaweza kuyatazama.” —Chi-kwan “CK” Chan
Kuelewa kinachokosekana kunahitaji kujenga miundo bora zaidi: makadirio ya kihisabati yanayoeleza jinsi mata inavyotenda katika hali kali. Lakini milinganyo hii ni changamano mno. Hata kompyuta kuu kubwa zaidi hupata ugumu kuitatua, na kuendeleza mbinu mpya kunaweza kuchukua miaka ya kazi. Kwa hivyo CK aligeukia Codex ili kusaidia kuharakisha mchakato huu.
“Ingenichukua siku kumi kubuni makadirio mapya kumi. Kwa Codex, hili linaweza kufanywa kwa dakika chache.”
CK akiandika kadirio ili wanafunzi wake walipitie.
CK anaongoza majadiliano ya kikundi kwa wanafunzi wake katika Chuo Kikuu cha Arizona.
Kadirio la kihisabati lililoandikwa kwa mkono kutoka kwa CK.
Teknolojia mpya, mbinu mpya
Kwa sababu mashimo meusi yako mbali sana na dunia, njia pekee ya kuyachunguza ni kwa kupima plasma inayoanguka ndani yake. CK huunda miigo ya plasma kisha huilinganisha na data ya uchunguzi iliyokusanywa kwenye darubini. “Hata hivyo, miigo ina mapungufu,” anasema CK. “Tunapolinganisha mwigo na uchunguzi, tunatambua kwamba plasma inayozunguka mashimo meusi ina msongamano mdogo sana, hivyo hatuwezi kuikadiria plasma kama giligili.” Njia pekee ambayo CK anaweza kuiga kwa usahihi ni kufuatilia elektroni na ayoni moja moja. “Na hilo ni tatizo lisiloweza kutatuliwa kwa ukokotozi.”
CK hutumia Codex kupata algoriti mpya za nambari zinazoweza kumsaidia kuunda miigo ya haraka zaidi na thabiti zaidi kwa kutekeleza ujuzi wa wakala aliouandika. “Kwa Codex sasa tunaweza kugundua kiotomatiki mabadiliko mapya ya kuratibu na algoriti zinazoweza kuharakisha hesabu hizi mara 1000. Inatuwezesha kufanya miigo ambayo hapo awali haikuwezekana.”
CK bado lazima atekeleze na kuthibitisha kila kadirio linaloundwa na Codex, lakini mbinu hii imeharakisha mtiririko wake wa kazi na humwezesha kutumia muda wake zaidi kwenye utafiti. (Chunguza sayansi kwa kina zaidi kuhusu mashimo meusi na kazi ya CK.)
“Kwa muda mrefu sana, wanaastronomia na wanasayansi walihitaji kuwa waendelezaji bora ili kutatua matatizo yetu. AI hutuwezesha kurejea kuzingatia maswali ya sayansi badala ya sehemu ya uandishi wa msimbo.”
Darubini ya redio ya mita 12 ya Kitt Peak Arizona Radio Observatory ni mojawapo ya vituo kumi na moja vya uchunguzi katika mtandao wa Event Horizon Telescope.
Codex humsaidia CK kukagua msimbo wa kisayansi na kugundua makosa katika takwimu na mbinu za nambari, ikimsaidia kutoa matokeo ya kuaminika zaidi.
CK ndani ya chumba cha udhibiti cha darubini ya redio ya mita 12 ya Arizona Radio Observatory.
Mustakabali wa ugunduzi
CK na timu ya Event Horizon Telescope kwa sasa wanakusanya data kuhusu mashimo meusi; wanatumai kutoa picha ya kwanza inayosonga wakati fulani mwaka 2027. CK anasisimka kuhusu kile anachoweza kujifunza. “Tukifanikiwa kunasa video hii ya kwanza ya shimo jeusi, itafungua enzi mpya ya astrofizikia ya mashimo meusi katika kipimo cha upeo na nyanja ya muda,” anasema. “Itaturuhusu kuchunguza jinsi plasma inavyotenda katika baadhi ya mazingira makali zaidi ulimwenguni.”
“Ukiwa na shauku ya kujua kuhusu ulimwengu unaokuzunguka, utaendelea tu kutafuta majibu mapya. Na hivyo ndivyo tunavyojifunza. Hivyo ndivyo tunavyoendeleza teknolojia yetu, na kuendeleza ustaarabu wetu.” —Chi-kwan “CK” Chan
CK akiwa na Ram, Nayera, na Hayden, watatu kati ya wanafunzi wake kutoka Chuo Kikuu cha Arizona ambao pia hufanya kazi ya kuchanganua data ya mashimo meusi na kuunda miigo mipya.
“Ninatoka katika familia ya kawaida huko Hong Kong. Kwa hivyo nahisi nina bahati ya ajabu kuweza kufanya kazi katika mpaka wa utafiti wa mashimo meusi.” —Chi-kwan “CK” Chan
“Binadamu ni wagunduzi. Na astronomia ndiyo mpaka wetu wa mwisho katika ugunduzi. Kwa hivyo hii ni njia moja ya maarifa ya binadamu kufika ukingoni mwa ulimwengu.”