明后年我国将发射巡天望远镜,或引入AI解码整个宇宙天区

“我国可能在明后年发射巡天望远镜,未来可能会观测完整个天区。”

这是刚刚落幕的2022世界人工智能大会上,中国载人航天工程总设计师、中国工程院院士周建平介绍的重大科学研究计划。

周建平院士说,中国的巡天望远镜精度与哈勃望远镜相当,但视场是哈勃的300倍,观测获取的海量数据,将借由人工智能技术破解更多天文奥秘。

中国巡天望远镜(示意图)

为什么要把望远镜送上太空

周建平院士透露:2022年中国空间站在轨建造已进入冲刺阶段,2023年或2024年,我国还将发射巡天望远镜,与此同时,研究宇宙暗物质的科研设施也在研发当中。

2022世界人工智能大会现场

为什么要把望远镜送上太空?荔枝新闻记者了解到,这是为了消除大气对天文观测带来的不利影响。

隔着不断运动的大气层,天文望远镜很难把星象看清楚,尤其是科学家们感兴趣的遥远星系,看不清它们内部的精细结构,就无法精确地研究宇宙。

早在1946年,天文学家莱曼·斯皮策(LymanSpitzer)就大胆提出了将大型望远镜放置在太空中的“疯狂计划”。直到1990年,哈勃太空望远镜发射入轨,这个伟大设想才变成现实。

运行30多年来,哈勃望远镜成功弥补了地面观测的不足,帮助解决了许多天文学的基本问题,比如调查宇宙的年龄、探索太阳系的演化、进一步证实了星系中心超大质量黑洞的存在等等。哈勃望远镜不仅推动了天文物理学的进步,它拍摄的太空图片如梦似幻,让普通人也领略了宇宙的壮美。

下一代太空望远镜是什么样的呢?

这里产生了两种分支,一种是建造更大口径的望远镜,可以把宇宙看得更深入,捕捉更暗弱的天体信息,比如美国的韦伯太空望远镜。

还有一种思路,是让太空望远镜“看得更开”,观测更广阔的天区,对宇宙的研究更高效更系统——这就是巡天望远镜。

精度相当中国巡天望远镜比哈勃强在哪里

中国巡天望远镜长什么样?

此前,中科院国家天文台副台长、中国空间站望远镜科学工作联合中心主任刘继峰向媒体表示,中国巡天望远镜非常有气势,体积如同一辆大客车,立起来相当于三层楼的高度,其口径为两米。

此前的哈勃太空望远镜已经工作了30多年,获得了300多平方度天区的观测数据,大约占天区总面积0.8%。我国的巡天望远镜观测精度与哈勃相同,但视场角是哈勃的300多倍。

中国空间站望远镜科学数据责任科学家李然,曾有这样一个比喻:“远处山上有一群羊,哈勃望远镜能看到其中一只羊,我们巡天望远镜可以把成群的羊都拍下来,而且其中每一只都和哈勃望远镜看到的一样清楚。”

不仅如此,中国巡天望远镜还有红外、紫外、可见光等多个观测频谱,意味着更强大的探测能力。

处理观测海量数据,“人工”必须加上“智能”

1609年,伽利略第一次用望远镜观察宇宙,人类对世界的感知大大延伸,天文学就此确立。

当时一边眯着眼观测,一边用鹅毛笔在纸上记录的伽利略肯定想不到:四百多年后,望远镜看到的星光,已经延伸到几百亿光年之外,而每日天文观测带来的海量数据,早已不是人工能来得及记录和阅读的了。

中国“天眼”FAST首席科学家、中国科学院国家天文台李菂研究员说,越来越多的高科技观测手段加入,甚至颠覆了人类的既有感知,比如前几年发现的引力波。

现在的天文学观测数据,哪怕科学家们夜以继日废寝忘食也来不及处理,人工智能已经成了他和同事们做研究的重要工具。

地面上的FAST望远镜每日获取数据已经大到惊人,当中国的巡天望远镜正式“上岗”,观测数据可能高达PB级(1PB=1024TB)。

周建平院士直言:“数据量之大,可能是天文学确立以来前所未有的,仅仅依靠人力,靠科学家或是现有的软件技术去处理,恐怕都是难以完成的。”

天文学研究越深,就越需要人工智能参与处理分析。

商汤科技董事长兼CEO徐立,谈起“AI+仰望星空”,期待的不仅仅是科学家研究的范式改变,而是更多突破性成果。

他说:“当度量衡更精准的时候,传统的物理学定律往往会暴露出不足,势必带来基础理论的新突破。所以未来5~10年,有了更高精度的海量天文观测数据,人工智能可以从中研究出什么颠覆性成果,值得期待。”

今年的世界人工智能大会上,国家天文台与腾讯一同获得了大会最高奖——“SAIL之星”卓越人工智能引领者奖。

该获奖项目,是腾讯和国家天文台合作的“探星计划”。

而通过AI检测,在1台常规服务器上,只需要3天即可获得结果。

“探星计划”启动不到一年,借助腾讯优图实验室的AI技术和腾讯云的算力,AI对天文数据的整体处理效率提升了120倍。迄今“探星计划”已经发现了22颗脉冲星。

无论是送上太空的巡天望远镜,还是与大地贴得更近的FAST望远镜,中国的天文学家们对星辰大海的观测,更深远也更精细。

李菂研究员有一个期待:“也许几年后,人工智能不仅仅作为研究助手,去解决星空中已知的疑问,而是能从中发现不一样的世界,寻找到我们现在可能还无法想象出的宇宙规律。”

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1.韦伯望远镜首张照片最亮的星系是什么?致敬NASA的韦伯望远镜:新图像中,“草帽”星系令人惊叹 美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄到一张新的https://www.zhihu.com/question/543893451/answer/50239229815
2.韦伯望远镜在2023年的12项发现改变了我们对宇宙的理解两年前的圣诞节早晨,天文学家和太空迷收到了他们等待了30年的礼物:詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的发射,这是世界上最大、最大胆的探索宇宙中最早的恒星和星系的尝试。 今年,太空天文台继续提供令人叹为观止且具有科学价值的宇宙图像。以下是 JWST 的发现回顾,这些发现改变了我们在 2023 年对宇宙的理解。 https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_25780016
3.NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜发现已知最远星系在过去的两年里,科学家们使用了美国国家航空航天局(NASA)的詹姆斯·韦伯太空望远镜(也称为韦伯或JWST)来探索天文学家所称的“宇宙黎明”——大爆炸后数亿年诞生第一批星系的那个时期。这些星系为了解宇宙非常年轻时气体、恒星和黑洞的变化方式提供了重要的见解。2023年10月和2024年1月,一个国际天文学家团队使用韦伯https://www.bilibili.com/read/mobile?id=34973423
4.韦伯太空望远镜和哈勃太空望远镜谁的观测能力更强?韦伯太空望远镜的科学目标是由哈勃太空望远镜的观测结果推动的,最终让韦伯太空望远镜的观测结果能够超越哈勃的工作效果,特别是更远的天体红移程度更高,它们的光从紫外线和光学推进到近红外,所以,对于这些遥远的天体(比如宇宙中形成的第一批星系)的观测就需要使用红外望远镜。https://www.jsruitu.com/7155
5.宇宙的“悬崖”恒星泛起涟漪原来,过去两年中,科学家们利用韦伯望远镜探索了天文学家所说的“宇宙黎明”——大爆炸后最初几亿年内第一批星系诞生的时期,并于近日在《科学》杂志上宣布,他们利用韦伯望远镜的近红外光谱仪 (NIRSpec)获得了创纪录的星系光谱,该星系是在大爆炸后仅2.9亿年就被观测到的,这些星系为人类了解宇宙年轻时的气体、恒星https://wap.eastmoney.com/a/202406023093103773.html
6.韦伯望远镜或发现已知最古老星系,可能形成于宇宙大爆炸后3.5亿年根据美国国家航空航天局(NASA)发布的声明,在韦伯太空望远镜的“空间棱镜放大巡天”(GLASS)项目和“宇宙演化早期科学研究”(CEERS)项目发回的观测数据中,科学家们发现了红移约为12.5的星系GLASS-z12,其形成时间可以追溯到宇宙大爆炸后3.5亿年。 此外,科学家还发现了另一个红移约为10.5的星系,这个同样明亮而遥远的星系https://www.guancha.cn/internation/2022_11_18_667427.shtml
7.韦伯太空望远镜发现神秘超大星系,挑战现有宇宙模型IT之家2 月 18 日消息,一项发表在《自然》杂志上的新研究,利用詹姆斯?韦伯太空望远镜 (JWST) 的观测数据,颠覆了我们对星系形成和暗物质的理解。研究人员发现了一个距今 115 亿年 (红移值 3.2) 的超大质量星系,其内部包含着比银河系还要庞大的恒星群,并且这些恒星形成的时间竟然更早,距今约 130 亿年 (红移https://www.ithome.com/0/750/669.htm
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9.韦伯发现132亿年最古老超大黑洞,质量约为太阳900万倍南方+美国宇航局(NASA)的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)在遥远的星系中发现了一个132亿年前的超大质量黑洞,质量约为太阳质量的900万倍,是迄今为止探测到的最古老的黑洞,可能会改变我们对早期宇宙的认识。 这个巨大的黑洞位于CEERS1019星系的中心。 据报道,美国得克萨斯大学奥斯汀分校领导的一个研究小组确定,这个巨大的黑洞位https://static.nfapp.southcn.com/content/202307/13/c7891250.html
10.2022年7月12日韦伯望远镜拍摄的首张全彩照片公布,巨大星系团像摘要:2022年7月12日(农历2022年6月14日),NASA公布韦伯太空望远镜拍摄的首张全彩色照片巨大星系团如放大镜。 距地球46亿光年!韦伯空间望远镜首张全彩图像公布,人类史上首次捕捉到深空宇宙画面的高解析度图像。 北京时间2022年7月12日,据央视新闻12日消息,… http://www.lishi365.cn/LiShiShow-21117.html
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12.哈勃“继任者”韦伯太空望远镜发射升空:耗资约100亿美元,探索136澎湃新闻消息,美东时间12月25日7时20分,在发射延迟数年后,哈勃太空望远镜“继任者”詹姆斯·韦伯太空望远镜从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。它耗资约100亿美元,比哈勃望远镜大六倍。 相关阅读 人类最大太空望远镜今日发射,探索136亿年前的宇宙 澎湃新闻消息,造价约100亿美元的世界最大太空望远镜、哈勃望远镜继任者https://wap.cqcb.com/shangyou_news/NewsDetail?classId=1&newsId=4691831
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14.詹姆斯·韦伯太空望远镜在早期宇宙中发现古老恒星与超大质量黑洞文章讨论了宾夕法尼亚州立大学的研究团队利用NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)中的NIRSpec仪器在早期宇宙中发现的三个神秘物体,这些物体的存在距大爆炸后约6-8亿年,暗示了古老恒星和超大质量黑洞的存在。这一发现挑战了当前的宇宙学模型,因为它们显示出成熟的星系和黑洞在宇宙早期就已经存在。JWST的NIRSpec仪器因其http://www.forwardpathway.com/108717
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