AI(人工知能)で暗黒物質の地図を作る試み
暗黒物質地図のイメージ credit:統計数理研究所
 宇宙の端っこはどうなっているんだろう?それを考えるとすぐに眠れるか、眠れなくなるかのどちらかだが、宇宙はなかなか本来の姿を見せてくれない。

 宇宙には、その質量の約8割を占め、電磁波では観測できない謎の「暗黒物質」が存在すると言われている。この謎が解けないと宇宙の全貌には迫れない。

 そこで今回、AI(人工知能)を利用して暗黒物質の地図を作るシステムが開発された。ノイズが取り除かれたそのクリアな地図は、暗黒物質の正体に近づくための道標になるかもしれない。
広告

宇宙の8割を占める暗黒物質の謎

 この宇宙の8割は目には見えない「暗黒物質」で満たされていると考えられている。暗黒の名が示すとおり、暗黒物質は光によって観測することができない。にもかかわらず、それがあるとされるのはその重力の影響を見てとることができるからだ。

 質量を持つ物質から生じる重力は、ときにレンズのように作用して、その背後にある銀河の姿を歪めることがある。この現象を「重力レンズ」というが、宇宙の観察からは暗黒物質がつくり出した重力レンズと思しきものが見つかっているのだ。

 そうした銀河の歪みを調べれば、理屈の上では暗黒物質がこの宇宙にどのように分布しているのか明らかにすることができる。

 しかし問題は、宇宙の中にはもともと不思議な形をしている銀河も存在することだ。このことに加えて、暗い銀河になるとその形を把握することも難しくなる。

 そのために、はたして望遠鏡に映る銀河の歪みが重力レンズによるものなのか、それとも本来そのような形状であるのか区別するのは容易ではない。これは「形状ノイズ」と呼ばれ、宇宙の巨視的な構造の研究を妨げている問題だ。
iStock-1289799827
photo by iStock

スーパーコンピューターでAIを訓練

 そこで統計数理研究所の白崎正人助教らは、国立天文台が運用する天文学に特化したスーパーコンピューター「アテルイII」で人工知能を鍛えて、こうしたノイズを取り除く方法を考案した。

 そのためにまずノイズのない暗黒物質の地図2万5000枚を用意し、ここに実際に宇宙で観測されるものとそっくりなノイズを加える。この画像の組み合わせに基づくシミュレーションを通じて、人工知能を鍛え上げるのだ。

 こうして訓練した人工知能に、すばる望遠が観察した本物のデータのノイズを除去させてみたところ、標準的な宇宙論モデルに一致する結果が得られたとのことだ。
0_e
image by:統計数理研究所

暗黒物質の謎の解明へ向けて

 こうしてクリアになった暗黒物質の地図があれば、これまで観測するだけでは詳しいことがわからなかった暗黒物質の低密度領域などを調べられるようになるという。

 今後はこの技術を用いて1400平方度におよぶ暗黒物質マップの作成が予定されている。これから天文学が進むかもしれない新しい領域の可能性を示す重要な成果で、暗黒物質の正体解明にさらに一歩近づくと期待されるとのことだ。

 この研究は『Monthly Notices of the Royal Astronomical Society』(4月29日付)に掲載された。

References:Astronomers Use Artificial Intelligence to Reveal the Actual Shape of the Universe / written by hiroching / edited by parumo
あわせて読みたい
謎の暗黒物質「ダークマター」の質量の範囲を絞り込むことに成功

オリオン座のベテルギウスがダークマター(暗黒物質)の製造工場である可能性

宇宙で観測できない95%の正体は「暗黒流体」であるという新理論が発表される(英研究)

ダークマターが発生源と疑われた謎のX線シグナル。最新の分析でも正体は判明せず(米研究)

ダークマター検出に朗報。地球に吹きすさぶ星々の嵐がダークマターの観測を可能とするかも!?(スペイン研究)

この記事が気に入ったら
いいね!しよう
カラパイアの最新記事をお届けします

この記事に関連するキーワード

キーワードから記事を探す

コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2021年07月06日 20:19
  • ID:P.0OBZFo0 #

それよりスパコンの名前が気になった。
アテルイって。

2

2. 匿名処理班

  • 2021年07月06日 21:40
  • ID:JrL6xvVK0 #

宇宙の8割が暗黒物質で満たされているはずなのに、
なぜか地球の周りでは観測されない不思議

3

3. 匿名処理班

  • 2021年07月06日 22:29
  • ID:..4lfyVH0 #

ダークオマターから無限のエネルギーが取れるのダ!

    (byアンドロメダ2丁目の吉田)

暑いから許してください・・・

4

4. 匿名処理班

  • 2021年07月06日 22:44
  • ID:..VyiFbP0 #

※2
あなたや私の目の前にもころがっているけど、観測する方法が今のところないっていうことです。6畳の部屋にいるなら、そこにはおよそ25000個ほど存在するらしい。

5

5. 匿名処理班

  • 2021年07月06日 23:20
  • ID:6aMLazKY0 #

アテルイって蝦夷のアレ?

6

6. 匿名処理班

  • 2021年07月06日 23:54
  • ID:GHAmy1410 #

※2
身近にあるんですね。
分布にむらがあって太陽系周辺にはありません的なことだと思ってました。

7

7. 匿名処理班

  • 2021年07月07日 01:48
  • ID:s7ywDPFB0 #

暗黒物質ならすでに観測している
質量しか影響がないのであれば質量を調べればいいわけで
計算式でしか証明できないM理論に比べれば楽な話

8

8.

  • 2021年07月07日 07:07
  • ID:F.KROpKh0 #
9

9. 匿名処理班

  • 2021年07月07日 08:23
  • ID:GHhUstYt0 #

暗黒斉の野望

10

10.

  • 2021年07月07日 11:42
  • ID:FI9X5Vhw0 #
11

11. 匿名処理班

  • 2021年07月07日 13:06
  • ID:DvyI61WH0 #

>>1
日本人は敵が味方になる展開ホント好きだな

12

12. 匿名処理班

  • 2021年07月07日 15:47
  • ID:tGYfuYZZ0 #

今の科学で原子や分子なんかの質量や物質を構成する原子などの大体の個数が判って計算してみても、そうやっても計算で出した質量と実際の質量に誤差を遥かに上回る差が出る、つまり物質を構成している物には観測不能の何かがありそれが質量に現れてる、とか言う話聞いた事あるな。

13

13. 匿名処理班

  • 2021年07月07日 17:08
  • ID:z.9fzAa80 #

人間の仕事が…

14

14. 匿名処理班

  • 2021年07月08日 05:38
  • ID:FVgPcSc.0 #

暗黒物質は存在しません。並行宇宙に拡散した存在確率の重ね合わせが重力として漏れ出ているだけです。

15

15. 匿名処理班

  • 2021年07月08日 20:04
  • ID:dNK2grSL0 #

空間から検出可能な物質を引き算すればそれが暗黒物質なんじゃね?

お名前
ADVERTISING
記事検索
月別アーカイブ
ADVERTISING
ADVERTISING