印度天文学家将在16个国家的平方公里阵列天文台(SKAO)中发挥关键作用,该天文台的碟形阵列天线本月开始安装,并将于2027年开始扫描宇宙的遥远角落

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今年1月加入后,印度将在16个国家中成为21世纪一项重大科学项目的重要参与者:人类有史以来最大的望远镜。射电天文学和人工智能(AI)的这种融合将有助于观察第一批恒星的诞生和死亡,并寻找宜居行星和外星生命。

22亿€(24亿美元)平方公里阵列天文台(SKAO)是一个雄心勃勃的项目,其16个成员国还包括南非、澳大利亚、英国、加拿大、中国、法国、德国、日本、意大利、荷兰、葡萄牙、韩国、西班牙、瑞典和瑞士。

为此,印度已经拨出125亿卢比(1.5亿美元)在浦那(孟买以东156公里)建立一个设施,这个城市充满了射电天文学研究活动。该设施将是一个配备超级计算机的区域数据中心,用于处理望远镜收集的海量科学数据。

在…的帮助下无线电干涉测量法天文学家可以将来自许多天线或望远镜的信号结合起来,生成比单个碟形天线更清晰、更明亮的图像。这项技术有效地帮助射电望远镜碟形天线扫描大片天空,这些天线相距数公里,但作为一个天文台运行。

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全球天文台有数千个单元分布在两大洲——南非和西澳大利亚——其神经中枢位于第三个洲,靠近英国曼彻斯特,有全球数千名科学家和工程师联网开发创新技术。他们将使用SKAO记录宇宙数据,以填充每年150万台笔记本电脑。

“我们的想法是从今年开始训练(使用人工智能解码科学信息),通过GMRT存档大约2tb的数据。我们将利用这一点开发一个小型模型,证明印度已准备好接收和分析数据,”亚什万特·古普塔教授国家无线电天体物理学中心在浦那,NCRA告诉RT

SKAO望远镜的一个组件正在南非北开普省的卡鲁地区建造:由197个传统碟形天线组成的阵列,间距为150公里。另一半是位于西澳大利亚的131,072个两米高的圣诞树状天线阵列,相距65公里。这些地点被选在远离人类居住的地方,以防止信号受到干扰。

3月7日,在澳大利亚瓦哈里山治传统土地上的一个偏远地点安装了六个“阵列组件0.5”站。位于干旱的北开普省猫鼬国家公园的首批六个碟形天线阵列的组件于2月底抵达,目前正在努力在3月底前组装它们。

SKAO将有助于了解我们宇宙的起源,搜索外星人或外星智能(SETI),通过识别与我们地球相似的行星来发现另一个潜在的宜居世界,并了解数百万光年外的新恒星诞生的阵痛或旧恒星的垂死挣扎。

世界各地的天文学家估计,从2027-28年发射时起,该天文台至少可以在50年内接收来自宇宙每个角落的无线电信号。无线电波(所有天体发出的光)提供的信息比光携带的信息(光学望远镜使用的信息)更准确,光携带的信息可能会被灰尘、云或雨阻挡或转移。

因此,该天文台将在光学望远镜和太空望远镜的帮助下补充正在进行的研究詹姆斯·韦伯太空望远镜和哈勃太空望远镜。结果是,它也可能带来一些意外发现。

然而,最突出的是通过以下几个方面的融合来解开宇宙秘密的努力射电天文学,其基金会可以追溯到20世纪30年代,还有艾。SKAO每年产生的大数据估计将是710千兆字节(1千兆字节等于1015万亿字节)的信息。

印度射电天文学家率先设计了一个区域数据中心的原型,他们将使用美国宇航局记录的科学证据巨型微波射电望远镜(GMRT)位于印度浦那附近。

古普塔教授表示,印度天文学家和工程师将在生产天文台监测和控制系统(西澳大利亚天文台信号处理所需的数字电子设备)以及为SKAO系统的大部分开发软件方面发挥关键作用。

“我们的研究机构和行业将有机会设计和生产SKAO所需的世界级硬件,”他补充道。

求助于人工智能和其他工具从数据中学习以比人类更快地预测或识别天体的线索可能源于美国国家航空航天局前沿发展实验室(FDL)与硅谷的微软、谷歌、IBM和英伟达等大牌公司的合作,旨在解决太空科学中的问题,并预测外太空的极端天气,以防止停电或卫星损坏或宇航员受伤。

在这一合作努力的帮助下,计算机模型DAGGER(深度学习地磁扰动)已经开发出来,可以提前30分钟发出关于太阳风暴的警告,太阳风暴会破坏北美、加拿大和其他靠近极地地区的国家的配电和通信网络。

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更重要的是,这种合作努力甚至有助于预测洪水,美国国家航空航天局太阳物理学会高级顾问、著名天体物理学家马德胡利卡·古哈塔库尔塔博士上个月在印度天文学会于本加鲁鲁主办的一次国际会议期间告诉rt。

她说,在FDL,卫星图像或数据收集的太阳动力学天文台过去的望远镜已经为人工智能做好了准备,以展示预测日冕物质抛射(CME)的功效。日冕物质抛射是来自太阳的数吨赤热尘埃,有时达100万吨,以每秒3000公里的速度穿越行星际空间,飞向所有行星、科学探测器、卫星和地球。

“我们需要从各种来源存档的大量数据来开发基于人工智能的产品,”她说。“利用存档数据和人工智能的结合,甚至可以自动校准科学天文台上的仪器(这些仪器会随着时间的推移而退化)。它节省了这种仪器自动校准的成本,否则可以通过发射带有类似仪器的亚轨道火箭来完成。在天文学家和计算机专家的共同努力下,虚拟仪器也可以在太空中制造出来,取代损坏或故障的传感器。”

科幻还是现实?人工智能领域的跨学科科学家和领域专家团队将加快发现新的宜居世界、外星人和行星际空间中存在的新生物,此外还将推出应用产品,如早期预测太空和地球上的风暴等,以及旧数据和人工智能工具的结合。