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| 本文作者： 劉偉 | 2017-12-15 07:49 |
千百年來(lái)，人類從未停止過(guò)對(duì)星辰宇宙的思考和探索，受限于技術(shù)，我們對(duì)外太空的認(rèn)識(shí)還極為有限。人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展或許將加速這一進(jìn)程。
雷鋒網(wǎng)消息 北京時(shí)間15日凌晨2:00，美國(guó)宇航局對(duì)外舉行新聞發(fā)布會(huì)，正式宣布在一個(gè)恒星周圍發(fā)現(xiàn)了由8顆行星組成的行星系統(tǒng)。這一發(fā)現(xiàn)背后的功臣正是谷歌公司的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)。
由于人口大爆炸和地球環(huán)境持續(xù)惡化，人類尋找與地球和太陽(yáng)系類似的外太空系統(tǒng)作為第二家園的心情日益迫切。這種焦慮感在近些年的一系列科幻影視作品得到了強(qiáng)烈的呈現(xiàn)。
在此之前，太陽(yáng)系一直是圍繞單個(gè)恒星已知行星數(shù)量最多天體系統(tǒng)，有多達(dá)8顆行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行。但15日凌晨的發(fā)布會(huì)上，科學(xué)家宣布在2545光年外有一個(gè)名為“開(kāi)普勒90”（Kepler-90）的恒星，它周圍有著同樣數(shù)量的行星運(yùn)轉(zhuǎn)。
開(kāi)普勒90系統(tǒng)與太陽(yáng)系的對(duì)比
利用美國(guó)宇航局開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡獲得的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家近期發(fā)現(xiàn)了這個(gè)系統(tǒng)中隱藏的第八個(gè)行星。這顆行星名為Kepler-90i，是一顆小質(zhì)量的巖石行星，由于距離恒星很近，公轉(zhuǎn)周期僅為大約14.4天，可以想象其地表溫度極高。
開(kāi)普勒90系統(tǒng)幾乎就像迷你版的太陽(yáng)系
相比開(kāi)普勒90系統(tǒng)，其他行星系統(tǒng)或許在孕育生命方面會(huì)更加有優(yōu)勢(shì)。雷鋒網(wǎng)了解到，此次發(fā)現(xiàn)的新的系外行星Kepler-90i比地球大約大出30%，它距離恒星很近，其地表溫度據(jù)估算可以達(dá)到800K以上（約合526攝氏度）以上。而最外側(cè)的行星Kepler-90h圍繞恒星公轉(zhuǎn)的軌道距離則與地球接近。
美國(guó)宇航局的開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡會(huì)記錄系外行星從恒星前方經(jīng)過(guò)導(dǎo)致的恒星亮度輕微下降現(xiàn)象，這種亮度下降信號(hào)可以讓科學(xué)家們間接推算出行星的存在以及這顆行星的很多物理性質(zhì)。開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡在長(zhǎng)達(dá)4年的運(yùn)行時(shí)間里收集了3.5萬(wàn)個(gè)可能的行星信號(hào)。科學(xué)家們運(yùn)用自動(dòng)化分析技術(shù)配合人工核對(duì)，對(duì)所有疑似信號(hào)進(jìn)行判讀。但在最微弱的信號(hào)面前，這樣的分析方法常常會(huì)將它們遺漏掉。
于是，谷歌公司下屬“谷歌人工智能”（Google AI）的高級(jí)軟件工程師克里斯托佛·沙律和美國(guó)宇航局薩根博士后研究員范德伯格想到了利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
沙律表示：“在我的業(yè)余時(shí)間，我開(kāi)始在網(wǎng)絡(luò)上檢索諸如‘運(yùn)用大數(shù)據(jù)搜尋系外行星’之類的話題，然后很快注意到開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目和對(duì)外公開(kāi)發(fā)布的海量數(shù)據(jù)。”他說(shuō)：“當(dāng)數(shù)據(jù)太多，人工分析難以招架時(shí) ，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的用武之地就來(lái)了。”
據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，他們使用此前已經(jīng)經(jīng)過(guò)篩選的1.5萬(wàn)個(gè)信號(hào)案例來(lái)訓(xùn)練一個(gè)計(jì)算機(jī)神經(jīng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，讓它學(xué)會(huì)去識(shí)別開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)集中的行星掩星信號(hào)。在這一訓(xùn)練測(cè)試中，人工智能對(duì)于真實(shí)系外行星信號(hào)和假信號(hào)的判斷正確率達(dá)到了96%以上。隨后，當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何識(shí)別掩星信號(hào)之后，研究小組開(kāi)始嘗試讓計(jì)算機(jī)去對(duì)那些在周圍已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有行星存在的670顆恒星的數(shù)據(jù)再次進(jìn)行分析篩查，科學(xué)家們認(rèn)為這些已經(jīng)被證明存在行星系統(tǒng)的恒星周圍是最有可能存在“漏網(wǎng)之魚(yú)”的地方，或許還有其他行星信號(hào)此前未能被注意到。
范德伯格表示：“我們發(fā)現(xiàn)了很多‘假陽(yáng)性’信號(hào)，但其中也可能隱藏著真實(shí)的信號(hào)。這就像翻遍各種小石塊，尋找真真的寶石的過(guò)程。如果你的篩子更好，你當(dāng)然會(huì)撈到更多的石塊，但與此同時(shí)你撈到寶石的可能性也在增加。”
最終，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在已經(jīng)被歸檔的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)此前在進(jìn)行人工分析時(shí)被忽略的微弱異常信號(hào)，最終證明這是天龍座方向上，恒星開(kāi)普勒-90周圍存在的第八顆行星。
Kepler-90i并非這一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)找到的唯一寶石。在開(kāi)普勒80系統(tǒng)中，他們還找到了這一系統(tǒng)內(nèi)的第六顆行星。這顆編號(hào)為Kepler-80g的系外行星大小與地球類似，它和與它同屬一個(gè)行星系統(tǒng)的另外4顆行星處于一個(gè)共振系統(tǒng)內(nèi)。這樣將造就一個(gè)極為穩(wěn)定的系統(tǒng)，類似之前引發(fā)轟動(dòng)的，擁有7顆行星的TRAPPIST-1系統(tǒng)。
有關(guān)這些發(fā)現(xiàn)的相關(guān)論文已經(jīng)被《天文學(xué)雜志》接受并將在近期出版。沙律和范德伯格下一步計(jì)劃讓人工智能系統(tǒng)對(duì)整個(gè)開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選分析，屆時(shí)計(jì)算機(jī)將對(duì)超過(guò)15萬(wàn)顆恒星的亮度數(shù)據(jù)進(jìn)行篩查。
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