Теперь в третий раз снова началось инновационное соревнование с целью поиска лучших инструментов для исследования темной материи и темной энергии. Мероприятие под названием GREAT3, что расшифровывается как GRavitational lEnsing Accuracy Testing 3, спонсируется Лабораторией реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния, и Сетью передового опыта Европейского Союза под названием Pattern Analysis, Statistical Modeling and Computing Learning 2 (PASCAL2).
Идея, стоящая за этой задачей, состоит в том, чтобы побудить ученых, в том числе из других областей, помимо астрономии, придумать новое понимание проблем измерения темной материи и темной энергии. Участников конкурса просят решить головоломки с галактиками, используя миллионы изображений, полученных с космического телескопа Хаббл НАСА. Лучшее понимание «темной стороны космоса» может открыть новую информацию о самой структуре и судьбе нашей Вселенной.Первые две задачи увенчались большим успехом, привлекая новые интеллектуальные ресурсы в этой области, в том числе ученых из машинного обучения и физики элементарных частиц.
Машинное обучение включает в себя программирование компьютеров для самостоятельного обучения с использованием реальных данных из реального мира. У него есть несколько приложений, таких как программное обеспечение для распознавания лиц, медицинская диагностика и фильтрация спама, и это лишь некоторые из них.«Другие специалисты по данным уже давно думают о том же типе алгоритмов, который нам нужен для наших космологических инструментов», — сказал Джейсон Роудс из JPL. «Мы хотим получить эти знания и увидеть, как это поле растет».
Одним из самых мощных инструментов для изучения темной материи и темной энергии является гравитационное линзирование. Когда темная материя находится между нами и далекой галактикой, свет галактики может быть искажен гравитацией темной материи. Измеряя это искажение, ученые могут нанести на карту темную материю, несмотря на то, что она невидима. Более того, изучая распределение темной и нормальной материи в нашей Вселенной, ученые могут лучше понять темную энергию и то, как она борется с гравитацией, чтобы замедлить рост галактических структур.
В некоторых случаях гравитационного линзирования галактики выглядят странно, как если бы их можно было увидеть в зеркале забавного дома, или они появляются несколько раз. Это называется сильным линзированием. Но в большинстве случаев, называемых слабым линзированием, эффекты деформации крошечные и их невозможно увидеть на глаз.Задача GREAT3 предназначена для улучшения методов измерения слабого линзирования при подготовке к будущим миссиям по темной материи / темной энергии, таким как Евклид Европейского космического агентства, в котором НАСА играет важную роль, и высший приоритет Национальной академии наук для НАСА, WFIRST — также известная как миссия WFIRST-AFTA, что означает Wide-Field Infrared Survey Telescope-Astrophysics Focused Telescope Assets.
Миллионы изображений, предоставленных участникам GREAT3, показывают галактики, которые были искусственно искажены с помощью слабого линзирования. Загадка состоит в том, чтобы точно выяснить, как были искажены изображения галактик, — сложная задача, которая включает в себя поиск закономерностей и отсев искусственных эффектов деформации, вызванных оптикой телескопа и атмосферой.Победитель будет объявлен в мае 2014 года и получит вычислительное оборудование на сумму 3000 долларов — идеальный подарок для программистов, надеющихся взломать еще больше космических кодов.
«Благодаря этим конкурсам мы увидели, как новые идеи проникают в нашу область», — сказала Рэйчел Мандельбаум из Университета Карнеги-Меллон в Питтсбурге, которая вместе с Родсом и Барнаби Роу из UCL (Университетский колледж Лондона), Англия, работает над организацией конкурса. со специальным комитетом. «Это забавная проблема, над которой нужно работать, и эту проблему необходимо решить».Визуальный тест с участием сильно линзированных или искривленных галактик можно найти по адресу: http://www.nasa.gov/jpl/news/galaxy20131126.html.
Более подробная информация о конкурсе находится на сайте: http://great3challenge.info/.Калифорнийский технологический институт в Пасадене руководит Лабораторией реактивного движения для НАСА.