這張圖里,藏著一顆星星,你能找到嗎?
這是“中國天眼”FAST捕捉到的一張“脈沖星”信號(hào)圖。(FAST是目前世界上靈敏度最高的射電望遠(yuǎn)鏡)
普通人很難從信號(hào)圖中看到星星的痕跡。
即使是天文學(xué)家,從海量圖片中肉眼識(shí)別,也并不是一件容易事。
如今,AI技術(shù)的加入,正在讓科學(xué)家更快、更高效的“找星星”。
在2021世界人工智能大會(huì)上,騰訊公司董事會(huì)主席、首席執(zhí)行官馬化騰透露,騰訊將和國家天文臺(tái)聯(lián)合啟動(dòng)“探星計(jì)劃”,將AI技術(shù)用于尋找脈沖星,探索宇宙。
雙方將基于騰訊優(yōu)圖實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)先的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、騰訊云的計(jì)算能力,用“云+AI”幫助中國天眼FAST處理每天接收到的龐大數(shù)據(jù),并通過視覺AI分析找到脈沖星線索,輔助快速射電暴和近密雙星系統(tǒng)中脈沖星搜索。
AI+天文,這一次,騰訊把目光放在了137億光年之外。
1.百億光年的追尋
137億光年,是“中國天眼”FAST目前最長的觀測距離。
FAST,全稱“500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡”(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope),是世界最大的射電天文望遠(yuǎn)鏡,占地面積約30個(gè)足球場大,也是中國有史以來最大的天文工程。
在貴州省平塘縣的喀斯特洼地里,F(xiàn)AST正日夜觀測著浩渺宇宙,接收著光年外天體的微弱信號(hào)
它的誕生,更好的幫助中國在天體物理領(lǐng)域深入研究,幫助人類探索宇宙起源和演化。
例如,它也在搜索可能的星際通訊信號(hào),尋找外星文明。
FAST的另一個(gè)重要科學(xué)目標(biāo),就是搜尋和觀測宇宙中的“脈沖星”。
脈沖星,因?yàn)橹芷谛缘陌l(fā)射電磁波,被稱為宇宙中的“燈塔”、“最精確的時(shí)鐘”,是理想的天體,也是宇宙演化的研究參考。
它可以告訴人類,你在宇宙中是什么位置,在未來的星際航行中,用來確定宇宙空間的方向。
只不過,脈沖星也是宇宙中的“黯淡星”,它們?nèi)庋鄄豢梢,信?hào)暗弱,容易被人造電磁干擾淹沒。
它們向地球也許已經(jīng)發(fā)射了億萬年的信號(hào),但是幾十年前才第一次被人類接收。
作為世界上最強(qiáng)大的脈沖星搜尋利器,F(xiàn)AST可以更容易找到這群暗弱的星體,建成以來,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了350多顆脈沖星。
但是新的難題讓這些暗弱的星星,被人類“看見”得又晚了一些。
2.用AI“找星星”
作為“觀天巨目,國之重器”,F(xiàn)AST每天將會(huì)產(chǎn)生500TB的數(shù)據(jù)。
它在1周內(nèi)產(chǎn)生的脈沖星觀測數(shù)據(jù),大約能得到3000多萬張信號(hào)圖,如果以人工肉眼處理,按照1張/秒速度,在不吃不喝不休息的條件下,需要用一年的時(shí)間才能處理完。
這樣的識(shí)別任務(wù),給天文學(xué)家?guī)砹司薮蟮膲毫Α?/p>
復(fù)雜的圖像數(shù)據(jù)
而“云+AI”,可以很好的解決這樣的難題——只需要3天時(shí)間就可以完成上述1年的工作量。
AI替代人眼快速從海量信號(hào)圖里預(yù)篩選出帶有脈沖星特征的圖片,騰訊云則為日以百TB計(jì)的數(shù)據(jù)提供強(qiáng)大的存儲(chǔ)和計(jì)算資源。
天文學(xué)家只需要復(fù)核一遍“過濾”后的少量樣本,也許就能捧出一顆“新星”。
除了脈沖星,騰訊還將通過AI重點(diǎn)輔助搜索輻射模式更特殊、天體運(yùn)動(dòng)更復(fù)雜的天文現(xiàn)象。
例如“近密雙脈沖星”,這是特殊的天體系統(tǒng),兩顆中子星在引力束縛下相互繞轉(zhuǎn),短軌道周期的系統(tǒng)由于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)模式很難被現(xiàn)有算法發(fā)現(xiàn);
又比方說“快速射電暴”,如果宇宙中突然有毫秒量級(jí)的強(qiáng)烈射電輻射,可能就來自它,科學(xué)家認(rèn)為也許是某種天體發(fā)生的爆炸,但其物理起源仍未知。而AI則能幫助增加快速射電暴的探測樣本,幫助人類解密它的起源,更好聽清這些天體隕落前的吟唱。
宇宙地圖里的快速射電暴
在云+AI的輔助下,國家天文臺(tái)算力、人工成本大大降低的同時(shí),脈沖星等天體及天文現(xiàn)象的搜索效率將得到顯著提升。
“看看星空,會(huì)覺得自己渺小,所以什么事情仔細(xì)一想,都沒什么大不了。”
就像對AI的未知,仍然大于已知一樣,人類對宇宙的探索也永無止盡。137億光年之外,也許是無底黑暗,也許是明媚星辰。
未來,騰訊將繼續(xù)推動(dòng)“科技向善”、“AI向善”,通過“云+AI”,腳踏實(shí)地助力實(shí)體產(chǎn)業(yè)降本增效,也會(huì)時(shí)不時(shí)仰望星空,向未來探索。
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