人工智能为天文学带来新工具.doc

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1、人工智能为天文学带来新工具　　名为“深度学习”的机器学习方法被广泛应用于人脸识别以及其他图像和语音识别应用程序，该方法在帮助天文学家分析星系图像及了解它们如何形成和演变方面展示了潜力。　　在一项新研究中，科研人员使用计算机模拟星系的形成来训练深度学习算法，该算法随后被证实在分析来自哈勃空间望远镜（HubbleSpaceTelescope）的星系图像方面表现异常出色。这项研究的成果已发表在《天文物理期刊》（AstrophysicalJournal）上。　　人工智能为天文学带来新工具　　名为“深度学习”的机器学习方法被广泛应用于人脸识别以及其他图像和语

2、音识别应用程序，该方法在帮助天文学家分析星系图像及了解它们如何形成和演变方面展示了潜力。　　在一项新研究中，科研人员使用计算机模拟星系的形成来训练深度学习算法，该算法随后被证实在分析来自哈勃空间望远镜（HubbleSpaceTelescope）的星系图像方面表现异常出色。这项研究的成果已发表在《天文物理期刊》（AstrophysicalJournal）上。　　人工智能为天文学带来新工具　　名为“深度学习”的机器学习方法被广泛应用于人脸识别以及其他图像和语音识别应用程序，该方法在帮助天文学家分析星系图像及了解它们如何形成和演变方面展示了潜力。　　在一

3、项新研究中，科研人员使用计算机模拟星系的形成来训练深度学习算法，该算法随后被证实在分析来自哈勃空间望远镜（HubbleSpaceTelescope）的星系图像方面表现异常出色。这项研究的成果已发表在《天文物理期刊》（AstrophysicalJournal）上。　　人工智能为天文学带来新工具　　名为“深度学习”的机器学习方法被广泛应用于人脸识别以及其他图像和语音识别应用程序，该方法在帮助天文学家分析星系图像及了解它们如何形成和演变方面展示了潜力。　　在一项新研究中，科研人员使用计算机模拟星系的形成来训练深度学习算法，该算法随后被证实在分析来自哈勃空

4、间望远镜（HubbleSpaceTelescope）的星系图像方面表现异常出色。这项研究的成果已发表在《天文物理期刊》（AstrophysicalJournal）上。　　　　科研人员利用来自模拟的输出结果生成被模拟星系的模拟图像，就像使用哈勃空间望远镜对其进行观测时看到的一样。模拟图像被用于训练深度学习系统，使其能够识别之前在模拟中确定的星系演变的三个关键阶段。科研人员随后为该系统提供大量真实的哈勃图像用于分类。　　结果表明，神经网络对模拟星系和真实星系的分类具有高度一致性。“我们并没有指望它会如此成功。我对它的强大能力感到吃惊，”参与研究的乔尔·

5、普里马克（JoelPrimack）说道，他是加利福尼亚大学圣克鲁斯分校（UCSantaCruz）物理学荣誉教授兼圣克鲁斯粒子物理研究所（SantaCruzInstituteforParticlePhysics，SCIPP）成员。“我们知道模拟存在局限性，因而我们不想发表太过确定的主张，但我们不认为这只是好运气的意外收获。”　　星系是复杂的现象，其外观会在数十亿年的演变过程中改变，而星系图像只能提供其在各个时间点的快照。天文学家可以更深入地观察宇宙，从而“回到过去”查看早期的星系（因为光在宇宙距离上传播所需的时间），但跟踪单个星系随时间演变的过程却只

6、能通过模拟实现。将模拟的星系与观测到的星系进行比较可以揭示真实星系及其可能历史的重要细节。　　1、蓝核　　在这项新研究中，科研人员对富含气体的星系的早期演变模拟中发现的以下现象尤其感兴趣：当大量气体流入星系的中心时，星系的中心会形成一个小而密集的恒星形成区域，称为“蓝核”。年轻、炽热的恒星会发出“蓝色”短波长光，因此蓝色表示具有活跃恒星形成的星系，而较为衰老、温度较低的恒星则会发出更多的“红色”光。　　计算机程序在模拟数据和观测数据中都有以下发现：“蓝核”阶段只在质量属于特定范围的星系中发生。中心区域的行星形成随后会平息，带来紧凑的“红核”阶段。质

7、量范围的一致性是令人兴奋的发现，因为它表明深度学习算法正在自行确定真实星系中发生的重要物理过程的模式。　　“这有可能是因为，在一定的大小范围内，星系刚好具有让这一物理过程发生的质量，”加利福尼亚大学圣克鲁斯分校天文学和天体物理学荣誉教授戴维·库（DavidKoo）说道。　　科研人员使用了由普里马克和国际协作者团队开发的最先进的星系模拟（VELA模拟），这些协作者包括运行模拟的丹尼尔·塞韦里诺（DanielCeverino，海德堡大学）和领导模拟的分析和解释并据此发展出新物理概念的艾维沙·德克尔（AvishaiDekel，希伯来大学）。但是，所有此类

8、模拟在捕获星系形成的复杂物理特性方面均能力有限。　　需要特别指出的是，本研究中使用的模拟不包括来自活跃星系核（galact