Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO), evrende kara delikler aramak için lazerler ve aynalar kullanır ve bir Google DeepMind AI’nın daha da hassas hale getirebileceği ortaya çıkıyor
Kara delikler çarpıştıklarında yerçekimi dalgaları üretir
Evreni anlama çabaları Google DeepMind tarafından geliştirilen bir AI’dan bir destek alabilir. İstenmeyen gürültüyü 100 kata kadar azaltabilen algoritma, lazer interferometre yerçekimi dalgası gözlemevi (LIGO) ‘nın bizi aşan belirli bir kara delik türünü tespit etmesine izin verebilir.
Ligo, kara delikler gibi nesneler birbirine sarıldığında ve çarpıştığında üretilen yerçekimi dalgalarını tespit etmek için tasarlanmıştır. Bu dalgalar evreni ışık hızında geçer, ancak uzay-zamanda neden oldukları dalgalanmalar son derece küçüktür-bir atomun çekirdeğinden 10.000 kat daha küçüktür. 10 yıl önce ilk gözlemlerinden bu yana Ligo, yaklaşık 100 kara delik çarpışmasıyla üretilen bu tür sinyalleri kaydetti.
Bunu yapmak için, deney ABD’de, her biri 4 kilometre uzunluğunda iki kolu olan iki gözlemciden oluşur. Lazerler, sonunda hassas aynalarla yansıtılır ve daha sonra bir interferometre kullanılarak karşılaştırılır. Yerçekimi dalgaları üzerlerinde yıkandığı için kolların uzunluğu küçük bir miktar değişir ve bu, bu sinyallerin kökeninin bir resmini oluşturmak için dikkatle kaydedilir.
Sorun şu ki, bu kadar zorlu doğruluk, uzak okyanus dalgalarının veya tepeden geçen bulutların bile ölçümleri etkileyebileceğidir. Bu gürültü sinyalleri kolayca boğabilir ve bazı gözlemleri imkansız hale getirebilir. Aynaların ve diğer ekipmanların yönünü değiştirerek bu gürültünün en kötüsünü filtrelemek için düzinelerce büyük ayar yapılması gerekir.
Yeni AI teknolojisini geliştirmek için DeepMind ile birlikte çalışan Pasadena’daki California Teknoloji Enstitüsü’nde Rana Adhikari, bu ayarlamaları otomatikleştirmeye çalışmanın ironik bir şekilde daha fazla gürültü yaratabileceğini söylüyor. Adhikari, “Gürültü kontrolleri bizi onlarca yıldır bedelliyor – bu alandaki her şey engellendi” diyor. “Aynaları gürültü indüklemeden nasıl bu kadar durdurursunuz? Onları kontrol etmezseniz, aynalar her yere sallanır ve çok fazla kontrol ederseniz, o zaman bir çeşit vızıldar.”
İngiltere’deki Portsmouth Üniversitesi’ndeki Laura Nuttall, Ligo’da bu ayarları manuel olarak yapan bilim adamlarından biriydi. “Bir şeyi hareket ettirdikçe, başka bir şey gider ve başka bir şey gider ve başka bir şey gider” diyor. “Sonsuza dek ince ayar yaparsın.”
DeepMind’in yeni Deep Loop şekillendirme AI, LIGO’daki aynaları 100 kata kadar ayarlamanın gürültü seviyesini azaltmayı amaçlıyor. Yapay zeka, gerçek dünyada test yapmadan önce bir simülasyonda eğitildi ve iki hedefe ulaşmakla etkili bir şekilde görevlendirildi: gürültüyü azaltmak ve yaptığı ayarlama sayısını en aza indirmek. “Zamanla, tekrar tekrar yaparak – simülasyonda çalışan yüzlerce ve binlerce deneme gibi – kontrolör, neyin işe yarayıp neyin işe yaramadığını ve gerçekten, gerçekten iyi bir politika bulmadığını bulacak” diyor DeepMind’de.
Araştırmaya dahil olmayan ancak Ligo üzerinde çalışan Birmingham Üniversitesi’ndeki Alberto Vecchio, AI’nın heyecan verici olduğunu, ancak henüz üstesinden gelinmesi gereken birçok engel olmasına rağmen.
Birincisi, teknoloji Ligo’daki gerçek dünyada sadece bir saat boyunca yürütüldü, bu nedenle haftalarca hatta aylarca çalışabileceği gösterilmelidir. İkincisi, teknoloji şimdiye kadar sadece kontrolün bir yönüne uygulandı, aynaların stabilize edilmesine yardımcı oldu ve akla yatkın bir şekilde uygulanabileceği binlerce olmasa da yüzlerce kişi var.
Vecchio, “Bu açıkça sadece ilk adım, ama yine de çok ilgi çekici bir adım. Ve açıkça muazzam bir ilerleme için bolca yer var” diyor.
Tahta genelinde benzer iyileştirmeler yapılabilirse, o zaman ara büyüklükteki kara delikler olarak adlandırılabileceğimize inanıyor-örneğin, güneşimizin yaklaşık 1000 katı kitleleri olanlar-doğrulanmış gözlemleri olmayan bir nesne sınıfı. İyileştirmeler, dalga uzunluğunun gürültüye daha duyarlı olduğu ve daha büyük nesneler tarafından oluşturulan düşük frekanslı yerçekimi dalgalarında meydana gelme eğilimindedir.
“100 güneş kütlesine kadar kara delikler biliyoruz. Galaksimizde milyon güneş kütlesi ve üstü kara delikleri biliyoruz. Arada ne var?” diyor Vecchio. “İnsanlar tüm bu farklı kitle aralıklarında kara delikler olacağını düşünüyor, ancak kimsenin tartışmasız deneysel gözlemsel kanıtları yok.”
Nuttall, yeni yaklaşımın daha önce gördüğümüz kara delik türlerinin daha ayrıntılı gözlemini sağlayabileceğini söylüyor. “Bu oldukça iyi görünüyor” diyor. “Bundan çok heyecanlıyım.”
