Blog /
AI /
Superpočítače umožnily AI dekódovat tajemství černých děr v galaxiích

Superpočítače umožnily AI dekódovat tajemství černých děr v galaxiích

Ondřej Barták
Ondřej Barták
podnikatel a programátor
17. 6. 2025
3 minut čtení
Superpočítače umožnily AI dekódovat tajemství černých děr v galaxiích

Superpočítače umožnily AI dekódovat tajemství černých děr v galaxiích

Mezinárodní tým astronomů dokázal pomocí neuronových sítí, milionů syntetických simulací a umělé inteligence odhalit nové kosmické zajímavosti o černých dírách. Jejich výzkum ukázal, že černá díra v centru naší Mléčné dráhy se točí téměř maximální rychlostí. Tyto rozsáhlé soubory simulací byly vytvořeny díky výpočetním schopnostem Center for High Throughput Computing (CHTC), společné instituce Morgridge Institute for Research a University of Wisconsin-Madison. Astronomové publikovali své výsledky a metodologii v třech článcích v časopise Astronomy & Astrophysics.

Průkopnická technologie vysokovýkonných výpočtů

Vysokovýkonné výpočty, které letos slaví 40. výročí, byly průkopnicky vyvinuty wisconsinským počítačovým vědcem Mironem Livny. Jedná se o novou formu distribuovaných výpočtů, která automatizuje výpočetní úlohy napříč sítí tisíců počítačů a v podstatě mění jednu masivní výpočetní výzvu na supernabitou flotilu menších úloh. Tato výpočetní inovace pomáhá pohánět objevy velkých dat napříč stovkami vědeckých projektů po celém světě, včetně hledání kosmických neutrin, subatomárních částic a gravitačních vln, stejně jako k rozluštění antibiotické rezistence.

Kolaborace Event Horizon Telescope (EHT) v roce 2019 zveřejnila první snímek supermasivní černé díry v centru galaxie M87. V roce 2022 představili snímek černé díry v centru naší Mléčné dráhy, Sagittarius A*. Data za těmito snímky však stále obsahovala bohatství těžko rozluštitelných informací. Mezinárodní tým výzkumníků vytrénoval neuronovou síť k extrakci co největšího množství informací z dat.

Black hole M87

Od hrstky po miliony simulací

Předchozí studie kolaborace EHT používaly pouze několik realistických syntetických datových souborů. Financováno National Science Foundation (NSF) jako součást projektu Partnership to Advance Throughput Computing (PATh), CHTC se sídlem v Madisonu umožnilo astronomům napájet miliony takových datových souborů do takzvané Bayesovské neuronové sítě, která dokáže kvantifikovat nejistoty. To výzkumníkům umožnilo provést mnohem lepší srovnání mezi daty EHT a modely.

Díky neuronové síti se výzkumníci nyní domnívají, že černá díra v centru Mléčné dráhy se točí téměř maximální rychlostí. Její rotační osa směřuje k Zemi. Kromě toho je emise v blízkosti černé díry způsobena hlavně extrémně horkými elektrony v okolním akrečním disku a ne takzvaným jetem. Také se zdá, že magnetická pole v akrečním disku se chovají odlišně od obvyklých teorií takových disků.

Michael Janssen, hlavní výzkumník z Radboud University Nijmegen v Nizozemsku, komentuje: "To, že se vzpíráme převládající teorii, je samozřejmě vzrušující. Náš přístup AI a strojového učení však vidím především jako první krok. Dále budeme vylepšovat a rozšiřovat související modely a simulace."

Impozantní škálování výpočetní síly

Chi-kwan Chan, Associate Astronomer Steward Observatory na University of Arizona a dlouhodobý spolupracovník PATh, dodává: "Schopnost škálovat až na miliony syntetických datových souborů potřebných k trénování modelu je impozantní úspěch. Vyžaduje to spolehlivou automatizaci pracovních postupů a efektivní rozdělení pracovní zátěže napříč úložnými zdroji a výpočetní kapacitou."

Professor Anthony Gitter, Morgridge Investigator a PATh Co-PI, říká: "Jsme rádi, že vidíme EHT využívat naše výpočetní schopnosti k přinesení síly AI do jejich vědy. Stejně jako v případě jiných vědeckých oblastí, schopnosti CHTC umožnily výzkumníkům EHT sestavit množství a kvalitu dat připravených pro AI, které jsou potřebné k trénování efektivních modelů, které usnadňují vědecké objevy."

NSF-financovaný Open Science Pool, provozovaný PATh, nabízí výpočetní kapacitu poskytovanou více než 80 institucemi napříč Spojenými státy. Projekt černých děr Event Horizon provedl více než 12 milionů výpočetních úloh za poslední tři roky.

Nový přístup k vědeckému výzkumu

Livny, ředitel CHTC a hlavní investigátor PATh, vysvětluje: "Pracovní zátěž, která se skládá z milionů simulací, je dokonalou shodou pro naše schopnosti orientované na propustnost, které byly vyvinuty a zdokonalovány po čtyři desetiletí. Rádi spolupracujeme s výzkumníky, kteří mají pracovní zátěže, které zpochybňují škálovatelnost našich služeb."

Výzkum publikovaný ve třech vědeckých článcích představuje významný pokrok v našem porozumění černým dírám. První článek se zabývá kalibračními vylepšeními a komplexní syntetickou knihovnou dat. Druhý článek popisuje framework Zingularity pro Bayesovské umělé neuronové sítě. Třetí článek prezentuje výsledky Zingularity z pozorování z roku 2017 a předpovědi pro budoucí rozšíření pole.

Tento průlom ve využití umělé inteligence a vysokovýkonných výpočtů pro astronomický výzkum otevírá nové možnosti pro porozumění nejextrémnějším objektům ve vesmíru. Schopnost zpracovat miliony simulací současně a extrahovat z nich smysluplné informace pomocí neuronových sítí představuje významný krok vpřed ve vědeckém výzkumu černých děr a jejich vlastností.

Kategorie: AI
Líbil se vám tento článek?
Objevte další zajímavé příspěvky na blogu
Zpět na blog
Editee Dashboard

Tvořte 10x rychleji na pár kliknutí s editee AI

Umělá inteligence za vás vytvoří kvalitní textový a vizuální obsah pro vaše sociální sítě, blog, reklamy, web a spoustu dalšího během pár sekund!

Související příspěvky

Muskova SpaceX plánuje měsíční továrnu na výrobu satelitů s AI Muskova SpaceX plánuje měsíční továrnu na výrobu satelitů s AI
Elon Musk představil na interním setkání společnosti xAI ambiciózní plány na výstavbu měsíční základny, která by sloužila k výrobě a vypouštění sateli...
5 min čtení
13. 2. 2026
Auditor Mety zvedl varovný prst před dalším financováním datových center Auditor Mety zvedl varovný prst před dalším financováním datových center
Meta Platforms čelí neobvyklému varování od svého auditora Ernst & Young (EY) ohledně účetního zpracování projektu datového centra v hodnotě 27 miliar...
3 min čtení
13. 2. 2026
Čeká OpneAI s reklamami stejný osud jako Facebook? Čeká OpneAI s reklamami stejný osud jako Facebook?
Zoë Hitzig, ekonomka a členka Harvard Society of Fellows, rezignovala na svou pozici v OpenAI. Svůj odchod oznámila ve středu prostřednictvím článku v...
5 min čtení
13. 2. 2026
Cestování

USA

Texas
Podnikání Podnikání v USA
Přihlaste se k odběru našeho newsletteru
Zůstaňte informováni o nejnovějších příspěvcích, exkluzivních nabídkách, a aktualizacích.