Исследователи из Института Флэтайрон совместно с коллегами представили новый метод, основанный на использовании искусственного интеллекта, для оценки космологических параметров нашей Вселенной. Этот метод, названный SimBIG, позволяет извлекать скрытую информацию из распределения галактик и с высокой точностью определять значения пяти из шести космологических параметров.
Исследование показало, что неопределенность параметра, описывающего кластеризацию материи во Вселенной, была снижена менее чем наполовину по сравнению с традиционными методами благодаря использованию SimBIG. Более того, результаты этого метода согласуются с оценками космологических параметров, полученными на основе наблюдений других явлений, таких как древнейший свет Вселенной.
Источник: Bruno Régaldo-Saint Blancard / SimBIG collaboration
Как отмечает соавтор исследования Ширли Хо, более строгие ограничения параметров, используя те же данные, окажут существенное влияние на изучение от состава тёмной материи до природы тёмной энергии, пронизывающей Вселенную. Это становится особенно важным в преддверии новых обзоров, которые в ближайшие годы будут проведены с затратами до сотен миллиардов долларов.
Шесть космологических параметров характеризуют количество обычной материи, тёмной материи и тёмной энергии во Вселенной, а также условия после Большого взрыва. «Параметры по сути являются «настройками» Вселенной, которые определяют её функционирование на самых масштабных уровнях», — объясняет Лиам Паркер, соавтор исследования.
Один из основных способов определения параметров космологии заключается в анализе кластеризации галактик. Ранее такие исследования учитывали только крупномасштабное распределение галактик, но новый подход позволяет извлекать данные из мелкомасштабных различий в кластеризации галактик.
Для тренировки модели исследователи использовали 2000 «Вселенных» из пакета моделирования Quijote, каждая из которых была создана с различными значениями космологических параметров. После обучения модели на этих данных исследователи провели её тестирование на 109 636 реальных галактиках из обзора Baryon Oscillation Spectroscopic Survey.
Результаты показали, что SimBIG позволяет достичь большей точности при меньшем объёме данных. Это является значительным достижением, поскольку во Вселенной ограниченное количество галактик. Одним из захватывающих применений этого метода является более точное исследование космологического кризиса, известного как напряжение Хаббла.
Новые обзоры, которые будут проведены в ближайшие годы, охватят большую часть истории Вселенной. Использование данных этих обзоров в сочетании с подходом SimBIG откроет новые горизонты в разрешении проблемы напряжения Хаббла и позволит выяснить, потребуется ли пересмотр текущей модели Вселенной.
Источник: iXBT
