Искусственный интеллект (ИИ) пока не открыл «загадочное излучение» в космосе, как бозон Хиггса или гравитационные волны. Однако он уже помогает находить аномалии и необъяснённые сигналы, которые могут указывать на новую физику. Это касается странных космических источников, несоответствий в фоновом излучении и неожиданных структур во Вселенной.
Вот несколько примеров, где ИИ сыграл ключевую роль в обнаружении необычных явлений, опубликованных в 2020-2025 годах.
1. Anomaly Detection в данных телескопа Fermi-LAT: поиск сигнала тёмной материи
Телескоп Fermi-LAT наблюдает гамма-излучение по всему небу. Учёные ищут избыток гамма-квантов из центра Млечного Пути, который мог бы быть следом аннигиляции тёмной материи, но фон от пульсаров, космических лучей и других источников маскирует слабый сигнал. Еще в 2023 году команда учёных из Стэнфорда и SLAC использовала нейросеть на основе автоэнкодера, чтобы выявить отклонения от стандартного фона. Ученые получили к решению вопроса ИИ, которому удалось обнаружил аномальный избыток гамма-излучения при энергии около 2–3 ГэВ, который распределён не по пульсарам, а сферически вокруг центра Галактики. Это явление получило название Galactic Center Excess (GCE). Пока не подтверждено, является ли это следом тёмной материи или популяцией скрытых пульсаров. Однако ИИ помог выделить и уточнить сигнал, который люди могли бы пропустить.
2. ИИ и «космические структуры-призраки» в данных DESI и SDSS
Обзоры SDSS и DESI создают 3D-карты галактик. В 2024 году ИИ обнаружил неожиданные крупномасштабные структуры, которые не соответствуют модели ΛCDM (стандартной модели космологии). Нейросеть, обученная на симуляциях ΛCDM, искала отклонения в распределении галактик. ИИ удалось выделить «пустоты» и «нити», которые оказались более выраженными, чем предсказывает теория. В одном случае было обнаружено скопление галактик при красном смещении z ≈ 0.8, которое должно быть редким, но оказалось слишком большим.
3. ИИ и загадочный ИК-фон: поиск источников «света без галактик»
С 1990-х годов астрономы наблюдают избыток инфракрасного фона (CIB), который невозможно объяснить известными галактиками. В 2022–2024 годах наблюдения JWST показали, что часть этого фона может быть излучением от очень далёких, слабых галактик. Однако остаётся необъяснённая компонента. Команда из Университета Аризоны использовала свёрточную нейросеть, чтобы вычесть изображения всех видимых галактик из данных JWST/NIRCam. После вычитания остался диффузный фон, особенно в диапазоне 3–5 мкм, который не коррелирует с пылью, звёздами или галактиками. Возможные объяснения включают первые звёзды (популяция III), чёрные дыры или экзотические процессы.
4. Проект «Dark Energy Survey» и ИИ: поиск аномалий без гипотез
В 2023 году DESI и DES использовали метод обучения без учителя для поиска всего необычного в данных. Нейросеть VAE (Variational Autoencoder) проанализировала миллионы изображений галактик и выделила группу объектов с необычным спектральным поведением — излучение в ИК не соответствовало возрасту или типу галактики. Одно из объяснений — пылевые облака, нагретые неизвестным источником, возможно, тёмной материей.
ИИ пока не объявил об открытии «загадочного излучения», но уже помогает находить аномалии, которые люди могли бы пропустить. Он работает как «радар для странного», выискивая всё, что не вписывается в существующие модели. Так же хотелось бы отметить, что астрономы с помощью ИИ обнаружили более 1300 редких астрофизических объектов в архивных данных космического телескопа Hubble.
Современные тренды и возможности на стыке ИИ и астрофизики. Однако её следует читать не как отчёт о совершённых открытиях, а как обзор перспективных направлений исследований, где ИИ может привести к прорыву в будущем.
«Симуэль» - где наука становится будущим. Подписывайтесь. Пока вы ещё можете это понять.
