الذكاء الاصطناعي يكشف سرعة غير مسبوقة لثقب أسود هائل في مركز مجرتنا

تمكن علماء الفلك من كشف أسرار جديدة في سلوك الثقوب السوداء باستخدام الشبكة العصبية لتحليل مجموعات البيانات الضخمة، حيث ساعدت هذه التقنية في إعادة تعريف النظريات المتعلقة بثقوب الفضاء، خاصة تلك التي أجراها مشروع تلسكوب أفق الحدث، ما يفتح آفاقًا جديدة لفهم هذه الظواهر الكونية المعقدة.

دور الشبكة العصبية في تحليل بيانات الثقوب السوداء بشكل متقدم

يعتمد الاكتشاف المميز لسلوك الثقوب السوداء على استخدام الشبكة العصبية في معالجة البيانات الضخمة التي تضم آلاف الصور من الدراسات السابقة، حيث تُعد هذه التقنية شكلًا مبتكرًا من الحوسبة الموزعة، إذ يُؤتمت العمل عبر شبكة ضخمة تضم آلاف الحواسيب لتقسيم المهام الكبيرة إلى تحديات صغيرة قابلة للمعالجة بكفاءة عالية؛ ما يتيح إمكانية استخراج معلومات دقيقة من كميات هائلة من البيانات. ووفقًا لمعهد مورغريدج للأبحاث، فإن هذه الشبكات تلعب دورًا رئيسيًا في تعزيز الأبحاث العلمية التي تتعامل مع بيانات ضخمة متعددة المجالات، مثل البحث عن النيوترينوات الكونية والموجات الثقالية، بالإضافة إلى الدراسات الطبية المتعلقة بمقاومة المضادات الحيوية. وفي لقاء مع مايكل جانسن، المؤلف الرئيسي للدراسة من جامعة ستانفورد، أُوضح أن الشبكة العصبية تستطيع التعامل مع بيانات متنوعة مثل النصوص، الصور، والأصوات، وتُستخدم للتحقق من صحة النتائج من خلال المقارنات بين الصور المختلفة، كما توفر قدرة على التعبير عن حالتي عدم اليقين عند تحليل بيانات معقدة، وهذا مهم عند دراسة الخصائص المغناطيسية لتدفق المادة حول الثقب الأسود، حيث أظهرت الشبكة حدود احتمالية جديدة تحتاج لمزيد من المحاكاة لتأكيدها.

كيف كشفت الشبكة العصبية أسرار الثقوب السوداء بدقة غير مسبوقة

في عام 2019، كشف مشروع تلسكوب أفق الحدث أول صورة لثقب أسود فائق الكتلة في مركز مجرة مسييه 87، وتواصلت الإنجازات في 2022 مع صورة جديدة لمركز مجرة درب التبانة، القوس أ*، إلا أن هذه الصور تحتوي على كم هائل من البيانات التي يصعب تفسيرها بالكامل. لذلك، استُخدمت الشبكة العصبية لإدخال ملايين ملفات البيانات وتحليلها بشكل أفضل، مما سمح بإجراء مقارنات دقيقة بين البيانات الحقيقية والواقعية. ووجد الباحثون في هذا التحليل أن الثقب الأسود في مركز درب التبانة يدور بسرعة تقترب من الحد الأقصى، كما بيّنوا أن الانبعاثات التي تُلاحظ بالقرب من الثقب الأسود ناتجة أساسًا عن الإلكترونات ذات الحرارة الشديدة داخل قرص التراكم، وليس بسبب النفثات كما كان يُعتقد سابقًا. علاوة على ذلك، بدا أن المجالات المغناطيسية في هذا القرص تتصرف بطرق مختلفة عما تنبأت به النظريات التقليدية، مما يثير الحاجة لإعادة التفكير في نماذج قرص التراكم المحيط بالثقوب السوداء.

مقارنة نتائج الشبكة العصبية مع بيانات مشروع تلسكوب أفق الحدث العلمية

شكّلت عملية المقارنة بين بيانات تلسكوب أفق الحدث ونتائج محاكاة الشبكة العصبية خطوة مهمة في فهم ديناميكيات الثقوب السوداء. إذ قام العلماء بتحليل مجموعة ضخمة من عمليات المحاكاة التي تمثّل ثقبًا أسود فائق الكتلة يكتسب المادة المحيطة به، مع مراعاة اختلاف دورات دوران الثقوب السوداء. وأظهرت هذه المقارنة أن المحاكاة التي تضمنت دورات دوران كبيرة للثقوب السوداء تتناسب بشكل أفضل مع القياسات الفعلية المسجلة من التلسكوب، مما يؤكد دقة عمل الشبكة العصبية في تعميق الفهم العلمي لهذه الظواهر الكونية. هذا التوجه يُمثل نقلة نوعية في كيفية استخدام الذكاء الاصطناعي والشبكات العصبية في فيزياء الفضاء، ويعزز من قدرة الباحثين على اختبار نماذج أكثر تعقيدًا وتقريبها إلى الواقع.