الذكاء الاصطناعي: الثقب الأسود بمركز مجرتنا يدور بسرعة تقارب الحد الأقصى

في حال واجهت مشكلة في مشاهدة الفيديو، إضغط على رابط المصدر للمشاهدة على الموقع الرسمي

تمكن فريق دولي من علماء الفلك بقيادة معهد مورغريدج للأبحاث في الولايات المتحدة من اكتشاف بعض الأسرار الخفية حول الثقوب السوداء، وذلك من خلال تحليل مجموعات بيانات ضخمة، باستخدام أكثر من 12 مليون عملية محاكاة مدعومة بحوسبة عالية الإنتاجية تعرف بالشبكة العصبية، وبمساعدة الذكاء الاصطناعي.

ويتوقع الفريق العلمي الدولي أن يُعيد اكتشافهم هذا تعريفات النظريات السابقة المتعلقة بسلوك الثقب الأسود، وخاصة تلك الدراسات التي أجراها مشروع تلسكوب أفق الحدث.

الجذير بالذكر ان هذا الاكتشاف وغيره من اكتشاف أسرار الثقوب السوداء كان في دراسة تتكون من 3 أوراق علمية من المقرر، نشرت في دورية "ذا جورنال استرونومي اند استروفيزيكس".

مصدر الصورة

ماهي الشبكة العصبية؟

إن ما يميز هذا الاكتشاف في سلوك الثقوب السوداء عن الاكتشافات السابقة هو اعتماده على الشبكة العصبية في تحليل البيانات الضخمة للدراسات السابقة والتي تضم مجموعة من الصور.

بحسب البيان الصحفي الصادر من معهد مورغريدج للأبحاث، فإن الشبكات العصبية هي شكل مبتكر من الحوسبة الموزعة يُؤتمت مهام الحوسبة عبر شبكة تضم آلاف الحواسيب، ما يُحوّل تحديًا حاسوبيًا هائلًا واحدًا إلى أسطول ضخم من التحديات الأصغر.

ويضيف بيان معهد مورغريدج للأبحاث أن هذا الابتكار الحاسوبي يسهم في تعزيز اكتشافات البيانات الضخمة في مئات المشاريع العلمية حول العالم، بما في ذلك البحث عن النيوترينوات الكونية والجسيمات دون الذرية والموجات الثقالية، بالإضافة إلى كشف مقاومة المضادات الحيوية.

من جانب آخر، يقول المؤلف الرئيسي للدراسة -مايكل جانسن- من جامعة ستانفورد في لقاء خاص أجرته معه الجزيرة نت: "أن الشبكة العصبية، يمكن أن تستخدم في معالجة أنواع مختلفة من البيانات والتنبؤ بها، بما في ذلك النصوص والصور والصوت، كما أنها تعتبر المعيار الفعلي في مناهج التعلم العميق في مجال الرؤية الحاسوبية ومعالجة الصور.

بالإضافة الى ذلك يمكن استخدامها في التحقق من صحة النتائج والمقارنات بين الصور والبيانات، كما أنها في حالة عدم التأكد او عدم اليقين من الإجابات حول نتائج البيانات المطلوب تحليلها، فانه يمكن لهذه الشبكة التي ابتكرناها أن تُعطي إجابة مفادها أنها لا تستطيع إيجاد نموذج مُحدد الأنسب بالنظر إلى بيانات الرصد المُستخدمة، فعلى سبيل المثال، بالنسبة للحالة المغناطيسية لتدفق التراكم حول الثقب الأسود، فقد أعطت إجابةً كبيرةً لعدم اليقين، وبالتالي فان هذا مثيرٌ للاهتمام بالنسبة لنا، لأننا نريد الآن اختبار مُحاكاة مُختلفة عن نماذجنا القياسية لهذه الحالات المغناطيسية، لمعرفة ما إذا كانت تتفق بشكل أفضل"

الشبكة العصبية تكشف الأسرار

في عام 2019، أصدر مشروع تلسكوب أفق الحدث أول صورة لثقب أسود فائق الكتلة في مركز مجرة "مسييه 87″، وفي عام 2022، قدّموا صورة الثقب الأسود في مركز مجرة درب التبانة، القوس أ*.

ويضيف بيان معهد مور غريدج: "لا تزال البيانات الكامنة وراء هذه الصور تحتوي على ثروة من المعلومات التي يصعب تحليلها، حيث اعتمدت الدراسات السابقة التي أجراها مشروع تلسكوب أفق الحدث تعتمد على عدد قليل من ملفات البيانات الاصطناعية الواقعية".

ولكن في الدراسة الجديدة، تمكن علماء الفلك من تغذية ملايين ملفات البيانات هذه فيما يُسمى بالشبكة العصبية، حيث تمكنوا من إجراء مقارنة أفضل بكثير بين البيانات التي تم الحصول عليها من صور مشروع تلسكوب أفق الحدث.

وقد قام فريق الباحثين الدوليين بتدريب شبكة عصبية لاستخراج أكبر قدر ممكن من المعلومات من البيانات، وكان من ضمن الاكتشافات التي تم التوصل إليها بواسطة هذه العملية، أن الثقب الأسود في مركز درب التبانة يدور بسرعة تقترب من الحد الأقصى.

كما كشفت عملية المحاكاة الاصطناعية باستخدام الشبكة العصبية، أن الانبعاثات بالقرب من الثقب الأسود ناتج بشكل رئيسي عن الإلكترونات شديدة الحرارة في قرص التراكم المحيط بالثقب الأسود، وليس ناتج عما يُسمى بالنفث، كما يبدو أن المجالات المغناطيسية في قرص التراكم تتصرف بشكل مختلف عن النظريات المعتادة لمثل هذه الأقراص.

يقول جانسن للجزيرة نت إن "اكتشافنا هذا جاء نتيجة لمقارنتنا للبيانات التي تم الحصول عليها في رصد وقياسات تلسكوب أفق الحدث"

ويضيف "حيث قارنا القياسات التي أوردها تلسكوب أفق الحدث، بمجموعة كبيرة جدًا من عمليات المحاكاة، تتناول هذه المحاكاة ثقوبًا سوداء فائقة الكتلة تتراكم المادة القريبة منها، ولدينا محاكاة للعديد من دورات الثقوب السوداء المختلفة"

ويوضح "وفي مقارنتنا، وجدنا أن عمليات المحاكاة التي تكون فيها دورات الثقوب السوداء كبيرة جدًا تتوافق بشكل أفضل مع بيانات تلسكوب أفق الحدث الرصدية".