26 декабря 2024 года в журнале Astronomy and Computing опубликован обзор, посвященный трансформационному влиянию искусственного интеллекта (ИИ) на обнаружение и анализ гравитационных волн. Эти волны, впервые предсказанные Альбертом Эйнштейном в 1916 году, представляют собой колебания в пространственно-временном континууме, возникающие в результате значительных космических событий, таких как столкновения черных дыр и слияния нейтронных звезд.
Гравитационные волны в основном обнаруживаются с помощью современных инструментов, таких как LIGO и VIRGO, а также с помощью массивов временной синхронизации, таких как Parkes Pulsar Timing Array. Эти технологии измеряют минимальные искажения в пространственно-временном континууме, раскрывая наличие гравитационных волн. Однако данные часто содержат значительный шум, что затрудняет точный анализ.
Обзор подчеркивает интеграцию передовых вычислительных технологий с физическими системами обнаружения, что может значительно улучшить интерпретацию данных и идентификацию астрофизических источников. Исследователи из Университета Амити, Национального университета Анант и Университета нефти и энергетических исследований изучили четыре различных типа гравитационных волн, каждая из которых требует специализированных методов обнаружения.
Подходы, основанные на ИИ, особенно глубокое обучение, показывают свою эффективность в этой области. Такие инструменты, как сверточные нейронные сети (CNN), автоэнкодеры и сети долгосрочной и короткосрочной памяти (LSTM), теперь используются для обнаружения гравитационных волн и оценки их свойств с высокой точностью. Эти методы были применены для анализа событий, таких как слияния бинарных нейтронных звезд, часто раскрывая детали, которые могли быть упущены традиционными методами.
Важное внимание в обзоре уделяется проблеме шума в данных о гравитационных волнах в реальном времени. Модели ИИ могут имитировать волновые формы и фильтровать нерелевантные сигналы, что обеспечивает более чистые и надежные результаты. Это не только улучшает существующие методы обнаружения, но и помогает исследователям уточнить свое понимание динамики вселенной.
Интеграция ИИ с наукой о гравитационных волнах открывает новую эру открытий. Улучшая анализ данных и точность, эти достижения могут помочь ответить на некоторые из самых важных вопросов в астрофизике, от формирования черных дыр до происхождения вселенной.