لقد حل أسبوع الفضاء العالمي 2023، وينظر موقع Space.com إلى الوضع الحالي للذكاء الاصطناعي (AI) وتأثيره على علم الفلك واستكشاف الفضاء مع احتفال عصر الفضاء بالذكرى السادسة والستين لتأسيسه. هنا، يناقش بول سوتر كيف يساعد الذكاء الاصطناعي بالفعل علماء الفلك على تحقيق اكتشافات جديدة مذهلة.
سواء أحببنا ذلك أم لا، فإن الذكاء الاصطناعي سيغير الطريقة التي نتفاعل بها مع الكون.
كعلم، يتمتع علم الفلك بتقليد طويل في البحث عن الأنماط من خلال غربلة كميات هائلة من البيانات، والاكتشافات العرضية، والارتباط العميق بين النظرية والملاحظة. هذه كلها مجالات يمكن لأنظمة الذكاء الاصطناعي أن تجعل مجال علم الفلك أسرع وأقوى من أي وقت مضى.
ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن “الذكاء الاصطناعي” هو مصطلح واسع جدًا يشمل مجموعة واسعة من أدوات وتقنيات البرمجيات شبه ذات الصلة. يلجأ علماء الفلك في أغلب الأحيان إلى الشبكات العصبية، حيث يتعرف البرنامج على جميع الاتصالات في مجموعة بيانات التدريب، ثم يطبق المعرفة المتعلقة بتلك الاتصالات في مجموعة بيانات حقيقية.
متعلق ب: كيف يساعدنا الذكاء الاصطناعي في استكشاف النظام الشمسي
خذ على سبيل المثال معالجة البيانات. إن الصور الجميلة التي تم نشرها عبر الإنترنت من تلسكوب هابل الفضائي أو تلسكوب جيمس ويب الفضائي بعيدة كل البعد عن التمريرة الأولى التي التقطتها تلك الأجهزة لتلك البقعة المحددة من السماء.
الصور الفلكية الخام مليئة بالأخطاء والمقدمات الفوضوية والملوثات والتحف والضوضاء. وتتطلب معالجة هذه الصور وتنظيفها لجعل شيء قابل للعرض ــ ناهيك عن كونه مفيداً للبحث العلمي ــ قدراً هائلاً من المدخلات، وعادة ما يتم ذلك جزئياً يدوياً وجزئياً بواسطة أنظمة آلية.
يلجأ علماء الفلك بشكل متزايد إلى الذكاء الاصطناعي لمعالجة البيانات، وإزالة الأجزاء غير المفيدة من الصور للحصول على نتيجة نظيفة. على سبيل المثال، تم إجراء “تغيير” على صورة الثقب الأسود الهائل الموجود في قلب المجرة ميسييه 87 (M87) والتي تم إصدارها لأول مرة في عام 2019، في أبريل 2023، مما أدى إلى الحصول على صورة أكثر وضوحًا لبنية الثقب الأسود.
في مثال آخر، سيقوم بعض علماء الفلك بإدخال صور المجرات إلى خوارزمية الشبكة العصبية، وتوجيه الخوارزمية بمخطط تصنيف المجرات المكتشفة. التصنيفات الحالية جاءت من مهام يدوية، إما من قبل الباحثين أنفسهم أو من خلال جهود علمية تطوعية للمواطنين. بعد التدريب، يمكن بعد ذلك تطبيق الشبكة المحايدة على البيانات الحقيقية وتصنيف المجرات تلقائيًا، وهي عملية أسرع بكثير وأقل عرضة للخطأ من التصنيف اليدوي.
يمكن لعلماء الفلك أيضًا استخدام الذكاء الاصطناعي لإزالة التداخل البصري الناتج عن الغلاف الجوي للأرض من صور الفضاء الملتقطة بواسطة التلسكوبات الأرضية.
وقد تم اقتراح الذكاء الاصطناعي لمساعدتنا في اكتشاف علامات الحياة على المريخ، أو فهم سبب ارتفاع حرارة هالة الشمس، أو الكشف عن أعمار النجوم.
ويستخدم علماء الفلك أيضًا الشبكات العصبية للحفر بشكل أعمق في الكون أكثر من أي وقت مضى. بدأ علماء الكونيات في استخدام الذكاء الاصطناعي لفهم الطبيعة الأساسية للكون. اثنان من أكبر الألغاز الكونية هما هوية المادة المظلمة والطاقة المظلمة، وهما مادتان تتجاوزان معرفتنا الحالية بالفيزياء وتشغلان معًا أكثر من 95٪ من جميع محتويات الطاقة في جميع أنحاء الكون.
وللمساعدة في التعرف على تلك المواد الغريبة، يحاول علماء الكونيات حاليًا قياس خصائصها: ما مقدار المادة المظلمة والطاقة المظلمة الموجودة، وكيف تغيرتا عبر تاريخ الكون. إن التغيرات الصغيرة في خصائص المادة المظلمة والطاقة المظلمة لها تأثيرات عميقة على التاريخ الناتج للكون، حيث تمس كل شيء بدءًا من ترتيب المجرات إلى معدلات تكوين النجوم في مجرات مثل درب التبانة.
تساعد الشبكات العصبية علماء الكونيات في تفكيك جميع التأثيرات التي لا تعد ولا تحصى للمادة المظلمة والطاقة المظلمة. وفي هذه الحالة، تأتي بيانات التدريب من عمليات محاكاة حاسوبية متطورة. في تلك المحاكاة، يقوم علماء الكون بتغيير خصائص المادة المظلمة والطاقة المظلمة ويرون ما الذي يتغير. ثم يقومون بعد ذلك بإدخال هذه النتائج إلى الشبكة العصبية حتى تتمكن من اكتشاف جميع الطرق المثيرة للاهتمام التي يتغير بها الكون. على الرغم من أنهم ليسوا جاهزين بعد للبداية، إلا أن الأمل هو أن يتمكن علماء الكونيات بعد ذلك من توجيه الشبكة العصبية إلى ملاحظات حقيقية والسماح لها بإخبارنا مما يتكون الكون.
أصبحت مثل هذه الأساليب ذات أهمية متزايدة حيث ينتج المرصد الفلكي الحديث كميات هائلة من البيانات. سيتم تكليف مرصد فيرا سي روبين، وهو منشأة حديثة قيد الإنشاء في تشيلي، بتوفير أكثر من 60 بيتابايت (حيث يساوي بيتابايت الواحد ألف تيرابايت) من البيانات الأولية في شكل صور عالية الدقة لـ السماء. إن تحليل هذا القدر الكبير من البيانات يتجاوز قدرات حتى طلاب الدراسات العليا الأكثر تصميماً. فقط أجهزة الكمبيوتر، بمساعدة الذكاء الاصطناعي، ستكون على مستوى المهمة.
قصص ذات الصلة:
– الذكاء الاصطناعي يساعد العلماء على الكشف عن أعمار النجوم. إليك الطريقة
– تكتشف خوارزمية الذكاء الاصطناعي كويكبًا “يحتمل أن يكون خطرًا” يبلغ عرضه 600 قدم، وهو الأول من نوعه لعلم الفلك
– الذكاء الاصطناعي يمكن أن يساعد في البحث عن الحياة على المريخ والعوالم الغريبة الأخرى
من الأمور ذات الأهمية الخاصة لهذا المرصد القادم هو البحث عن ما هو غير متوقع. على سبيل المثال، اكتشف عالم الفلك ويليام هيرشل كوكب أورانوس بالصدفة أثناء مسح منتظم للسماء ليلاً. يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي لتحديد الأشياء التي يحتمل أن تكون مثيرة للاهتمام والإبلاغ عنها عن طريق تحديد أي شيء لا يتناسب مع النمط الثابت. وفي الواقع، استخدم علماء الفلك بالفعل الذكاء الاصطناعي لاكتشاف كويكب يحتمل أن يكون خطيرًا باستخدام خوارزمية مكتوبة خصيصًا لمرصد فيرا سي روبين.
من يدري ما هي الاكتشافات المستقبلية التي سننسبها في نهاية المطاف إلى الآلة؟