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凯时·国际-(娱乐)-官网网址 明后年我国将发射巡天望远镜,或引入AI解码整个宇宙天区

时间:2022-09-16 12:01 点击:182 次

“我国可能在明后年发射巡天望远镜,未来可能会观测完整个天区。”

这是刚刚落幕的2022世界人工智能大会上,中国载人航天工程总设计师、中国工程院院士周建平介绍的重大科学研究计划。

周建平院士说,中国的巡天望远镜精度与哈勃望远镜相当,但视场是哈勃的300倍,观测获取的海量数据,将借由人工智能技术破解更多天文奥秘。

中国巡天望远镜 (示意图)

为什么要把望远镜送上太空

无论是探索宇宙深处,还是了解暗物质的奥秘,要破解人类关注的重大科学问题,首先要获取精确的观测数据。

周建平院士透露:2022年中国空间站在轨建造已进入冲刺阶段,2023年或2024年,我国还将发射巡天望远镜,与此同时,研究宇宙暗物质的科研设施也在研发当中。

2022世界人工智能大会现场

为什么要把望远镜送上太空?荔枝新闻记者了解到,这是为了消除大气对天文观测带来的不利影响。

隔着不断运动的大气层,天文望远镜很难把星象看清楚,尤其是科学家们感兴趣的遥远星系,看不清它们内部的精细结构,就无法精确地研究宇宙。

早在1946年,天文学家莱曼·斯皮策(Lyman Spitzer)就大胆提出了将大型望远镜放置在太空中的“疯狂计划”。直到1990年,哈勃太空望远镜发射入轨,这个伟大设想才变成现实。

哈勃太空望远镜 来源:视觉中国

运行30多年来,哈勃望远镜成功弥补了地面观测的不足,帮助解决了许多天文学的基本问题,比如调查宇宙的年龄、探索太阳系的演化、进一步证实了星系中心超大质量黑洞的存在等等。哈勃望远镜不仅推动了天文物理学的进步,它拍摄的太空图片如梦似幻,让普通人也领略了宇宙的壮美。

哈勃太空望远镜拍摄的星云图 来源:视觉中国

下一代太空望远镜是什么样的呢?

这里产生了两种分支,一种是建造更大口径的望远镜,可以把宇宙看得更深入,捕捉更暗弱的天体信息,比如美国的韦伯太空望远镜。

还有一种思路,是让太空望远镜“看得更开”,观测更广阔的天区,对宇宙的研究更高效更系统——这就是巡天望远镜。

精度相当 中国巡天望远镜比哈勃强在哪里

 中国巡天望远镜长什么样?

此前,中科院国家天文台副台长、中国空间站望远镜科学工作联合中心主任刘继峰向媒体表示,中国巡天望远镜非常有气势,体积如同一辆大客车,立起来相当于三层楼的高度,其口径为两米。

此前的哈勃太空望远镜已经工作了30多年,获得了300多平方度天区的观测数据,大约占天区总面积0.8%。我国的巡天望远镜观测精度与哈勃相同,但视场角是哈勃的300多倍。

中国空间站望远镜科学数据责任科学家李然,曾有这样一个比喻:“远处山上有一群羊,哈勃望远镜能看到其中一只羊,我们巡天望远镜可以把成群的羊都拍下来,而且其中每一只都和哈勃望远镜看到的一样清楚。”

在2022世界人工智能大会期间,周建平院士强调:“我们计划用10年时间看完半个天区,就是17500多平方度的区域,而且我们的巡天望远镜工作时间可能比哈勃更长久,未来很有可能获得整个天区的图像。”

不仅如此,中国巡天望远镜还有红外、紫外、可见光等多个观测频谱,意味着更强大的探测能力。

 处理观测海量数据,“人工”必须加上“智能”

1609年,伽利略第一次用望远镜观察宇宙,人类对世界的感知大大延伸,天文学就此确立。

当时一边眯着眼观测,一边用鹅毛笔在纸上记录的伽利略肯定想不到:四百多年后,望远镜看到的星光,已经延伸到几百亿光年之外,而每日天文观测带来的海量数据,早已不是人工能来得及记录和阅读的了。

伽利略和他的天文望远镜 来源:视觉中国

中国“天眼”FAST首席科学家、中国科学院国家天文台李菂研究员说,越来越多的高科技观测手段加入,甚至颠覆了人类的既有感知,比如前几年发现的引力波。

现在的天文学观测数据,哪怕科学家们夜以继日废寝忘食也来不及处理,人工智能已经成了他和同事们做研究的重要工具。

中国“天眼” FAST望远镜 来源:视觉中国

地面上的FAST望远镜每日获取数据已经大到惊人,当中国的巡天望远镜正式“上岗”,观测数据可能高达PB级(1PB=1024TB)。

周建平院士直言:“数据量之大,可能是天文学确立以来前所未有的,仅仅依靠人力,靠科学家或是现有的软件技术去处理,恐怕都是难以完成的。”

天文学研究越深,就越需要人工智能参与处理分析。

商汤科技董事长兼CEO徐立,谈起“AI+仰望星空”,期待的不仅仅是科学家研究的范式改变,而是更多突破性成果。

他说:“当度量衡更精准的时候,传统的物理学定律往往会暴露出不足,势必带来基础理论的新突破。所以未来5~10年,有了更高精度的海量天文观测数据,人工智能可以从中研究出什么颠覆性成果,值得期待。”

今年的世界人工智能大会上,国家天文台与腾讯一同获得了大会最高奖——“SAIL 之星”卓越人工智能引领者奖。

该获奖项目,是腾讯和国家天文台合作的“探星计划”。

据介绍,FAST可以探测到数亿光年外的暗弱天体信号,一周内产生的脉冲星信号图大约有3000万张。如果以人工的方式处理这些图片,按照1张/秒速度,不吃不喝不眠不休也需要一年的时间才能完成。

据央视此前报道,香港特区政府9月2日表示,已为应对猴痘输入病例和可能出现的本地疫情暴发做好准备。

而通过AI检测,在1台常规服务器上,只需要3天即可获得结果。

“探星计划”启动不到一年,借助腾讯优图实验室的AI技术和腾讯云的算力,AI对天文数据的整体处理效率提升了120倍。迄今“探星计划”已经发现了22颗脉冲星。

无论是送上太空的巡天望远镜,还是与大地贴得更近的FAST望远镜,中国的天文学家们对星辰大海的观测,更深远也更精细。

李菂研究员有一个期待:“也许几年后,人工智能不仅仅作为研究助手,去解决星空中已知的疑问,而是能从中发现不一样的世界,寻找到我们现在可能还无法想象出的宇宙规律。”

(本文内容除采访内容外,还参考新华社相关报道、中科院官方网站| 荔枝新闻专稿,谢绝删改)

来源:荔枝新闻

编辑:YING凯时·国际-(娱乐)-官网网址

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