Codex ile kara deliklerin yeni simülasyonlarını oluşturmak
Bir hesaplamalı astrofizikçi, kara deliğin ilk hareketli görüntüsünü oluşturmak için çalışırken bilinen evrenin sınırlarını araştırıyor.
“Bu araçlar, bilimi yapma biçimimizi çok temel bir şekilde değiştiriyor.”
Evrenin sınırlarını araştırmak
Kara delikler evrenimizin sınırlarında bulunur ve astronomlar için incelenmesi zor gök cisimleridir. Işık yaymazlar, çok uzak oldukları için doğrudan gözlemlenemezler — bunlardan birini görebilmek için Dünya büyüklüğünde bir teleskop gerekir — ve onları yöneten fiziksel yasalar her zaman mevcut bilgilerimizle örtüşmez.
Bunların hiçbiri, hesaplamalı astrofizikçi Chi-kwan “CK” Chan için yeni bir şey değil. Arizona Üniversitesi'nde profesör olan CK, 20 yılı aşkın bir süredir kara delikler üzerine araştırmalar yürütüyor. 2019 yılında, bir kara deliğin ilk görüntüsünü elde eden Event Horizon Telescope işbirliğinin bir parçasıydı. Bu yıl, Ulusal Bilim Vakfı'nın(yeni bir pencerede açılır)'nin desteğiyle, daha da iddialı bir hedefe yöneliyorlar: bir kara deliğin ilk hareketli görüntüsünü oluşturmak.
CK, Kitt Peak Ulusal Gözlemevi’ndeki Arizona Radyo Gözlemevi 12 m radyo teleskobundan veri topluyor.
“Kara delikler başlangıçta teoriye dayanıyordu. Bu yüzden onları gözlemleyebiliyor olmamız son derece heyecan verici.” —Chi-kwan “CK” Chan
Neyin eksik olduğunu anlamak, daha iyi modeller oluşturmayı gerektirir: maddenin aşırı koşullar altında nasıl davrandığını tanımlayan matematiksel yaklaşımlar. Ancak bu denklemler inanılmaz derecede karmaşıktır. En büyük süper bilgisayarlar bile bunları çözmekte zorlanır ve yeni yaklaşımlar geliştirmek yıllar sürebilir. Bu yüzden CK, bu süreci hızlandırmaya yardımcı olması için Codex’e yöneldi.
“On yeni yaklaşım bulmam on günümü alırdı. Codex ile bu, dakikalar içinde yapılabiliyor.”
CK, öğrencilerinin incelemesi için bir yaklaşımı yazıyor.
CK, Arizona Üniversitesi’ndeki öğrencileri için bir grup tartışmasına liderlik ediyor.
CK’den el yazısıyla yazılmış matematiksel bir yaklaşım.
Yeni teknoloji, yeni yaklaşımlar
Kara delikler Dünya’dan çok uzakta bulunduğu için onları incelemenin tek yolu, içlerine düşen plazmayı ölçmektir. CK, plazmanın simülasyonlarını oluşturuyor ve ardından bunları teleskoplarda toplanan gözlemsel verilerle karşılaştırıyor. “Ancak simülasyonlar yetersiz kalıyor,” diyor CK. “Simülasyonu gözlemle karşılaştırdığımızda, kara deliklerin etrafındaki plazmanın çok düşük yoğunluklu olduğunu fark ediyoruz; bu yüzden plazmayı gerçekten bir akışkan olarak yaklaşık biçimde modelleyemiyoruz.” CK’nin onları doğru şekilde simüle edebilmesinin tek yolu, tek tek elektronları ve iyonları izlemek. “Ve bu, hesaplama açısından içinden çıkılmaz bir problem.”
CK, yazdığı bir otonom ajan becerisini uygulayarak daha hızlı ve daha kararlı simülasyonlar oluşturmasına yardımcı olabilecek yeni sayısal algoritmalar bulmak için Codex’i kullanıyor. “Codex ile artık bu hesaplamaları 1000 kat hızlandırabilecek yeni koordinat dönüşümlerini ve algoritmaları otomatik olarak keşfedebiliyoruz. Bu, daha önce mümkün olmayan simülasyonları yapmamızı sağlıyor.”
CK hâlâ Codex’in oluşturduğu her yaklaşımı uygulamak ve doğrulamak zorunda, ancak bu yöntem iş akışını hızlandırdı ve zamanının daha fazlasını araştırmaya ayırmasını sağlıyor. (Kara deliklerin ve CK’nin çalışmasının arkasındaki bilim hakkında daha derine inin.)
“Çok uzun süre boyunca astronomların ve bilim insanlarının sorunlarımızı çözebilmek için mükemmel geliştiriciler olması gerekiyordu. AI, kodlama kısmı yerine yeniden bilimsel sorulara odaklanmamızı sağlıyor.”
Kitt Peak Arizona Radyo Gözlemevi 12 m radyo teleskobu, Event Horizon Telescope ağındaki on bir gözlemevinden biridir.
Codex, CK’nin bilimsel kodu gözden geçirmesine ve istatistik ile sayısal yöntemlerdeki hataları yakalamasına yardımcı olarak daha güvenilir sonuçlar üretmesini sağlıyor.
CK, Arizona Radyo Gözlemevi 12 m radyo teleskobunun kontrol odasında.
Keşfin geleceği
CK ve Event Horizon Telescope ekibi şu anda kara delikler hakkında veri topluyor; ilk hareketli görüntüyü 2027’de yayımlamayı umuyorlar. CK, neler öğrenebileceği konusunda heyecanlı. “Bir kara deliğin bu ilk videosunu başarıyla yakalarsak, ufuk ölçeğinde, zaman alanlı kara delik astrofiziğinde yeni bir çağ başlatacak,” diyor. “Bu, plazmanın evrendeki en uç ortamlardan bazılarında nasıl davrandığını incelememizi sağlayacak.”
“Çevrenizdeki dünyayı merak ediyorsanız, yeni yanıtlar aramayı sürdürürsünüz. Ve biz böyle öğreniriz. Teknolojimizi böyle ilerletir, uygarlığımızı böyle geliştiririz.” —Chi-kwan “CK” Chan
CK, Arizona Üniversitesi’nden öğrencileri olan ve kara delik verilerinin analizi ile yeni simülasyonlar oluşturma üzerinde de çalışan Ram, Nayera ve Hayden ile birlikte.
“Hong Kong’da sıradan bir aileden geliyorum. Bu yüzden kara delik araştırmalarının en ileri noktasında çalışabildiğim için kendimi inanılmaz şanslı hissediyorum.” —Chi-kwan “CK” Chan
“İnsanlar kâşiftir. Ve astronomi, keşifteki en büyük sınırımızdır. Bu da insan bilgisinin evrenin sınırına ulaşmasının bir yoludur.”