Σημαντική Ανακάλυψη στον Τομέα των Βαρυτικών Κυμάτων
Η ερευνητική Ομάδα Βαρυτικών Κυμάτων του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ), υπό την διεύθυνση του καθηγητή Νικόλαου Στεργιούλα, ανακοίνωσε την ανακάλυψη οκτώ νέων βαρυτικών κυμάτων, τα οποία προέρχονται από συγκρούσεις μαύρων τρυπών. Αυτή η ανακάλυψη αποτελεί παγκόσμια πρωτοτυπία, καθώς οι ανιχνεύσεις πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση καινοτόμων μεθόδων τεχνητής νοημοσύνης, απαραίτητων για τη βελτίωση της ακρίβειας των παρατηρήσεων.
«Είναι η πρώτη φορά, παγκοσμίως, που ανιχνεύονται νέες πηγές βαρυτικών κυμάτων με τη χρήση ενός τεχνητού νευρωνικού δικτύου για την ανάλυση των δεδομένων από τους ανιχνευτές LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Antenna), οι οποίοι βρίσκονται στις Ηνωμένες Πολιτείες», δήλωσε ο κ. Στεργιούλας. Η καινοτόμος προσέγγιση του επέτρεψε να αποκαλυφθούν σήματα που μέχρι τώρα είχαν περάσει απαρατήρητα εξαιτίας των περιορισμών των παραδοσιακών μεθόδων ανάλυσης.
Τα σήματα αυτά προέρχονται από ζεύγη μαύρων τρυπών που είναι δεκάδες φορές μεγαλύτερες από τη μάζα του Ήλιου και συγχωνεύτηκαν σε αποστάσεις δισεκατομμυρίων ετών φωτός. Αυτή η ανακάλυψη δείχνει τη θετική επίπτωση που μπορεί να έχει η αναζήτηση μεθόδων τεχνητής νοημοσύνης στην αστρονομία και την κατανόηση των βαρυτικών κυμάτων.
Η Σημασία των Βαρυτικών Κυμάτων στη Σύγχρονη Αστρονομία
Τα βαρυτικά κύματα αποτελούν «ρυτιδώσεις» στον χωροχρόνο που προκαλούνται από κοσμικά φαινόμενα μεγάλης έντασης, όπως η συγχώνευση μαύρων τρυπών. Τα κύματα αυτά ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός και καταγράφονται από ειδικούς ανιχνευτές, όπως οι LIGO και Virgo, οι οποίοι μετρούν τις μικρές μεταβολές που προκαλούνται στον χωροχρόνο. Δεδομένου ότι τα σήματα είναι πολύ αδύναμα και συχνά καλύπτονται από τον θόρυβο, η ανάπτυξη προηγμένων αλγορίθμων είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχία της ανίχνευσής τους.
Ο πρωτοποριακός αλγόριθμος που αναπτύχθηκε στο ΑΠΘ και ονομάζεται «AresGW», συνεχώς εξελίσσεται προσφέροντας νέες δυνατότητες. Η ομάδα του ΑΠΘ προγραμματίζει να εκπαιδεύσει άλλους αστρονόμους από την Ευρώπη στη χρήση του αλγορίθμου αυτού στο πλαίσιο του Ευρωπαϊκού ερευνητικού έργου ACME.
Μέλος της Παγκόσμιας Συνεργασίας
Η ομάδα του ΑΠΘ είναι μέλος της διεθνούς συνεργασίας που διαχειρίζεται τους μόνοι εν λειτουργία ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων LIGO-Virgo-KAGRA. Ειδικότερα, συμμετέχει στην λειτουργία του ανιχνευτή Virgo που βρίσκεται στην Πίζα της Ιταλίας, μέσω μνημονίου συνεργασίας που υπέγραψε το ΑΠΘ με τον οργανισμό European Gravitational Observatory.
Δημοσίευση και Επικύρωση Ανακαλύψεων
Οι οκτώ νέες ανιχνεύσεις δημοσιεύτηκαν σε εκτενές ερευνητικό άρθρο στο έγκριτο περιοδικό «Machine Learning: Science and Technology» του Βρετανικού Institute of Physics. Η εκτίμηση των χαρακτηριστικών των νέων πηγών έχει ήδη επιβεβαιωθεί σε πρόσφατες αναλύσεις του LIGO.
Πίσω από αυτή την εργασία βρίσκονται οι Αλεξάνδρα Ελένη Κολονιάρη, υποψήφια διδάκτωρ, Ευδοκία Κουρσουμπά, απόφοιτη του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ, Δρ. Παρασκευή Νούση, ερευνήτρια στο Swiss Data Science Center, και άλλοι, οι οποίοι εργάζονται στην προώθηση της έρευνας και της κατανόησης των βαρυτικών κυμάτων.
Η ανακάλυψη θα παρουσιαστεί σε ομιλία στην 17η Συνέδριο της Ελληνικής Αστρονομικής Εταιρείας από την Αλεξάνδρα Ελένη Κολονιάρη, η οποία θα αναδείξει τις νέες μεθόδους αναγνώρισης των βαρυτικών κυμάτων μέσω ειδικών φίλτρων. Το συνέδριο θα ξεκινήσει τη Δευτέρα 30 Ιουνίου στην Πάτρα, περιλαμβάνοντας και άλλες σημαντικές ανακοινώσεις σχετικά με την βελτίωση των τεχνικών ανίχνευσης αλλά και την πρόοδο της ομάδας Βαρυτικών Κυμάτων του ΑΠΘ.
Σύμφωνα με τον κ. Στεργιούλα, «η έρευνα αυτή καταδεικνύει ότι η τεχνητή νοημοσύνη και η επιστήμη των δεδομένων μπορούν να φέρουν επανάσταση στην μελέτη του Σύμπαντος, καθιστώντας την αναζήτηση βαρυτικών κυμάτων ταχύτερη και πιο ακριβή, φέρνοντάς μας πιο κοντά στην αποκάλυψη των πιο ακραίων φαινομένων της φύσης».