مدل هوش مصنوعی چین برای رصد جهان اولیه، تحولی بزرگ در تصویربرداری نجومی ایجاد کرده است. این فناوری نوین که با ترکیب اپتیک محاسباتی و الگوریتمهای پیشرفته Artificial Intelligence توسعه یافته، توانسته محدودیتهای پیشین در مشاهده اعماق کیهان را کنار بزند. اهمیت این پیشرفت زمانی مشخص میشود که بدانیم شناسایی اجرام بسیار دور و کمنور، کلید درک منشأ و تکامل جهان است.
دانشمندان چینی با توسعه یک مدل پیشرفته موفق شدهاند کهکشانهایی را شناسایی کنند که بیش از ۱۳ میلیارد سال نوری از زمین فاصله دارند. این دستاورد نهتنها مرزهای رصدی بشر را گسترش میدهد، بلکه دریچهای تازه به دوره «طلوع کیهانی» باز میکند؛ دورهای که تنها چند صد میلیون سال پس از انفجار بزرگ شکل گرفته است.
توسعه مدل ASTERIS در دانشگاه تسینگهوا
یک تیم تحقیقاتی چندرشتهای در مدلی نوآورانه با نام ASTERIS (تقویت و بازسازی فضایی-زمانی نجومی برای سنتز تصویر) طراحی کردهاند. این مدل با بهرهگیری از اپتیک محاسباتی و یادگیری ماشین، امکان استخراج سیگنالهای بسیار ضعیف نجومی را فراهم میکند.
نتایج این پژوهش در مجله معتبر منتشر شده و نشان میدهد ASTERIS میتواند تصاویری با جزئیات بیسابقه از اعماق فضا تولید کند. این مدل قادر است کهکشانهایی با فاصله بیش از ۱۳ میلیارد سال نوری را شناسایی کند؛ اجرامی که پیشتر در نویز پسزمینه پنهان میشدند.
چالش بزرگ نجوم: نویز پسزمینه و محدودیت ابزارها
یکی از مشکلات اساسی در رصدهای عمیق فضایی، تداخل نویز پسزمینه و تابش حرارتی تجهیزات است. سیگنالهای دریافتی از کهکشانهای اولیه بسیار ضعیف هستند و اغلب در میان اختلالات نوری گم میشوند. تکنیکهای سنتی کاهش نویز معمولاً به انباشت چندین نوردهی وابستهاند و فرض میکنند نویز ساختاری یکنواخت دارد؛ در حالی که در واقعیت، نویز هم از نظر مکانی و هم زمانی متغیر است.
نقش تلسکوپ فضایی جیمز وب در این پیشرفت
پژوهشگران با اعمال تکنیک «حذف نویز فضا-زمان خودنظارتی» در ASTERIS روی دادههای موفق شدند محدوده رصدی را بهطور چشمگیری گسترش دهند.
بر اساس نتایج بهدستآمده:
- محدوده طول موج از نور مرئی (حدود ۵۰۰ نانومتر) تا مادون قرمز میانی (۵ میکرومتر) توسعه یافت.
- عمق تشخیص حدود یک سطح روشنایی افزایش پیدا کرد.
- امکان شناسایی اجرامی تا ۲.۵ برابر کمنورتر از قبل فراهم شد.
این پیشرفت به معنای مشاهده دقیقتر کهکشانهایی است که تاکنون در مرز توان ابزارهای رصدی قرار داشتند.
کشف بیش از ۱۶۰ کهکشان مربوط به طلوع کیهانی
با استفاده از این مدل، تیم تحقیقاتی بیش از ۱۶۰ کهکشان با انتقال به سرخ بالا را شناسایی کرد. این کهکشانها احتمالاً متعلق به مرحله «طلوع کیهانی» هستند؛ دورهای در حدود ۲۰۰ تا ۵۰۰ میلیون سال پس از انفجار بزرگ.
این رقم تقریباً سه برابر تعداد اجرامی است که با روشهای پیشین شناسایی شده بودند. چنین افزایشی نشاندهنده قدرت بالای مدل در تفکیک سیگنالهای بسیار ضعیف از نویز محیطی است.
ساختار فنی ASTERIS چگونه کار میکند؟
برخلاف روشهای سنتی، ASTERIS تصاویر اعماق فضا را بهصورت حجمهای سهبعدی فضا-زمان بازسازی میکند. این رویکرد امکان تحلیل دقیق تغییرات نویز در بُعد مکانی و زمانی را فراهم میسازد.
این سیستم از مکانیسم «غربالگری تطبیقی نورسنجی» بهره میبرد که میتواند:
- نوسانات بسیار جزئی نویز را شناسایی کند.
- سیگنالهای واقعی ستارهها و کهکشانهای دوردست را از اختلالات جدا سازد.
- بازسازی دقیق اجرام کمنور پنهانشده در نور مزاحم را انجام دهد.
دیدگاه پژوهشگران درباره آینده این فناوری
دانشیار کای ژنگ از گروه نجوم دانشگاه تسینگهوا اعلام کرده است که این مدل میتواند به بستری جهانی برای بهبود دادههای اعماق فضا تبدیل شود. همچنین پروفسور دای کیونگهای از دپارتمان اتوماسیون این دانشگاه تأکید کرده که اجرام کمنوری که پیشتر در تداخل نوری پنهان میشدند، اکنون با دقت بالا بازتولید میشوند.
پژوهشگران معتقدند ASTERIS قابلیت سازگاری با پلتفرمهای رصدی متعدد را دارد و میتواند حجم عظیمی از دادههای تلسکوپهای فضایی نسل جدید را مدیریت کند.
پیامدهای علمی؛ از ماده تاریک تا سیارات فراخورشیدی
کاربرد این مدل تنها به شناسایی کهکشانهای اولیه محدود نمیشود. در آینده، استفاده از این فناوری در تلسکوپهای نسل بعدی میتواند به پاسخگویی به پرسشهای بنیادی درباره:
- انرژی تاریک
- ماده تاریک
- منشأ جهان
- سیارات فراخورشیدی
کمک کند. به بیان دیگر، مدل هوش مصنوعی چین برای رصد جهان اولیه میتواند نقش تعیینکنندهای در شکلدهی به آینده پژوهشهای کیهانشناسی داشته باشد.
جمعبندی
مدل ASTERIS نمونهای برجسته از همگرایی هوش مصنوعی و نجوم مدرن است. این فناوری با گسترش محدوده مشاهده و افزایش عمق تشخیص اجرام کمنور، امکان مطالعه دقیقتر نخستین مراحل شکلگیری جهان را فراهم کرده است. کشف بیش از ۱۶۰ کهکشان متعلق به طلوع کیهانی نشان میدهد که عصر جدیدی در رصد اعماق فضا آغاز شده؛ عصری که در آن هوش مصنوعی نقش محوری در رمزگشایی از اسرار کیهان ایفا میکند.
