Астрономы вот-вот совершат рывок в науке о слияний нейтронных звезд — и всё благодаря ему - алгоритму, который анализирует пресловутые гравитационные волны быстрее, чем вы успеете прочитать эту статью. Но есть проблемка.. Эти космические катастрофы случались миллионы световых лет от нас, естественно их сигналы — гравитационные волны и свет — длятся считанные минуты. Пока так называемые "традиционные методы" обрабатывают данные, драгоценное время уходит: телескопы попросту не успевают поймать сопутствующее излучение.
Тогда, команда из Института Макса Планка, Цюрихской высшей технической школы и Ноттингемского университета представила в Nature решение — алгоритм DINGO-BNS. Эта нейросеть определяет параметры слияния (массу, координаты, скорость вращения) за 1 секунду вместо 40-60 минут.
«Это как перейти от расшифровки азбуки Морзе вручную к автоматической транскрипции аудио», — объясняет Максимилиан Дакс, ведущий автор исследования.
Что такое гравитационные волны?
Почему же скорость так критична? Дело в столкновении нейтронных звезд. Помимо гравитационных волн, возникает килоновая — взрыв, порождающий тяжелые элементы вроде золота. Кстати говоря, у меня на канале есть видео о килоновой. И так, чтобы ее зафиксировать, телескопы должны знать куда смотреть. Раньше астрономы получали координаты с погрешностью в сотни квадратных градусов (как искать иголку в стоге сена размером с полнеба). DINGO-BNS сокращает эту область на 30% — теперь это как минимизировать поиск до «стога» размером с Луну на небе.
«LVK Collaborations (LIGO-Virgo-KAGRA) используют упрощенные модели для быстрого анализа, — говорит Джонатан Гейр из Потсдамского института. — Мы же вообще отказались от приближений. Наша сеть училась на 2 млн симуляций слияний — это как дать ИИ прочитать все учебники по астрофизике разом».
Но нейтронные звезды — не самые простые объекты для анализа. Их сигналы гравитационных волн в 100 раз слабее, чем от черных дыр, и длятся дольше — до 2 минут.
«Пришлось изобретать новый метод сжатия данных, — признает Стивен Грин из Ноттингема. — Представьте, что вы пытаетесь записать шепот в шумном метро. Мы создали "микрофон", который улавливает только нужные звуки».
Уже в 2025 году, с запуском новых детекторов вроде Einstein Telescope, астрономы будут получать до 100 сигналов в день. DINGO-BNS — возможно, единственный способ не утонуть в этом потоке. А заодно проверить, правда ли килоновые — главные «фабрики золота» во Вселенной. Как шутят исследователи:
«Скоро мы будем определять состав космического „украшения“ еще до того, как оно успеет остыть».
Спасибо, что дочитали! Ставьте лайки, подписывайтесь на канал! Уже более 600 увлекательных научных публикации!