A kép csak illusztráció (Forrás: Pixabay)

Ez nem más, mint a „tű a szénakazalban” keresés. Egy NASA-tudós arra fogad, hogy a mesterséges intelligencia felgyorsíthatja a bolygók milliárdjai között zajló kutatást.

Hamed Valizadegan, a NASA gépi tanulási szakértője egykor egy olyan algoritmust fejlesztett, amely az űrhajósok retinájában található vérereket vizsgálta, segítve a mikrogravitáció okozta látásváltozások megértését. Bár fontos munkát végzett, Valizadegan, aki gyermekkorától rajongott az éjszakai égbolt iránt, nem tudta elengedni a csillagok tanulmányozásának vágyát, írja a NATIONAL GEOGRAPHIC.

hirdetés

„Órákig tudnám nézni az eget, eltöprengve az élet értelmén és azon, hogy egyedül vagyunk-e ebben a hatalmas univerzumban” – mondja. Korábban azonban csillagászkollégái vonakodtak attól, hogy a mesterséges intelligenciát a világegyetem kutatásának eszközeként alkalmazzák. Ennek oka részben az lehetett, hogy a fejlett algoritmusok általában nem mutatják meg, hogyan jutnak eredményeikre. A kifinomult AI-rendszerek az agy működését utánozzák: egyes mesterséges „neuronok” számításokat végeznek, majd információkat továbbítanak a hálózat többi csomópontjához. Ezek a rendszerek olyan sűrűn tele vannak számításokkal, hogy gyakran lehetetlen visszafejteni, hogyan születnek meg a végső válaszok. Ez a „feketedoboz-hatás” sok tudóst elriasztott, mivel ők a precíz modellezés és szimulációk történelmileg bevált standardjaihoz ragaszkodtak.

A modern csillagászat azonban egy megoldandó probléma előtt áll

Az űrben és a Földön található teleszkópok olyan mennyiségű információt gyűjtenek, amelyet az emberi kutatók nem tudnak elég gyorsan feldolgozni – sőt, sok esetben egyáltalán nem képesek rá. Ráadásul a jövőben még több adat érkezik majd. Vegyük például a chilei Vera C. Rubin Obszervatóriumot, amelynek építését 2001-ben javasolták. A tervek szerint 2025-től minden három éjszaka során teljes égboltfelvételeket készít a világ legnagyobb, 3 200 megapixeles kamerájával. Évente körülbelül egymillió szupernóva adatait rögzíti majd, valamint tízezernyi aszteroidát és egyéb égitestet figyel meg. Hogyan is tudnának ezt mind emberi tudósok egyedül feldolgozni?

2014-ben Valizadegan összefogott az asztrofizikus Jon Jenkinsszel, aki meghívta egy automatizáltabb bolygókeresési projektbe. Pontosan ilyen álomszerű munkára vágyott.

Bár az élet furcsa formában is létezhet tőlünk nagyon eltérő bolygókon, a tudósok egyelőre az ismerős világokat keresik: szilárd felszínnel, stabil légkörrel és folyékony vízzel rendelkező égitesteket. De egy ilyen bolygó felfedezése csillagászati léptékű kihívás. Egyes becslések szerint a Tejútrendszerben több százmilliárd bolygó található, és ezeknek csak egy kis – de ismeretlen – része lehet Föld-szerű.

A kutatás lassan halad. Az első exobolygót – azaz egy idegen csillag körül keringő bolygót – 1995-ben fedezték fel. A 2010-es években a Kepler Űrtávcső jelentős áttörést hozott: kilenc éven át figyelte az ég egy kis részét, 150 000 csillagot követve. Utódja, a 2018-ban pályára állított Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) még nagyobb területet vizsgál, mintegy 200 000 közeli csillagot figyelve.

Még ezekkel a teleszkópokkal is időigényes azonban és nehéz megerősíteni egy exobolygó létezését. A teleszkópok ugyanis magát a bolygót nem látják – akárcsak a hétköznapi távcsövek sem látják közvetlenül a Jupiter vagy a Szaturnusz holdjait. Ehelyett közvetett módszerekkel dolgoznak: a csillag fényének apró elhalványulásait keresik, amelyeket egy elhaladó bolygó okozhat. Az asztrofizikusok ezeket a fényváltozásokat, az úgynevezett fénygörbéket elemzik a potenciális bolygók azonosítására. Aztán földi teleszkópokkal vizsgálják meg, hogy a csillag tényleg „meginog-e” a körülötte keringő bolygó gravitációs hatása miatt.

Eddig ezekkel a módszerekkel legalább 5 600 exobolygót fedeztek fel. Néhány óriási gázbolygó, nagyobb, mint a Jupiter és a Szaturnusz; mások apró, forró kőzetvilágok. A legtöbbjük gázból, kőzetből vagy ezek keverékéből áll, és a méretük valahol a Föld és a Neptunusz között van.

Egyik sem hasonlít az otthonunkra. Egyik sem rendelkezik a földi élethez szükséges feltételekkel és kémiai összetevőkkel. De az AI mélyebbre áshat.

2018-ban Valizadegan és csapata elindította az ExoMiner nevű gépi tanulási programot az exobolygók keresésének felgyorsítására. A szoftvert megerősített exobolygók és hamis pozitív esetek adataival tanították – például olyan kettőscsillagrendszerekkel, amelyek egymás előtt elhaladva bolygóknak tűnhetnek. Amikor az algoritmust a Kepler-űrtávcső adatai alapján tesztelték, 370 eddig ismeretlen exobolygót fedezett fel.

„Nem tudtam, mennyire lesz eredményes, de hatalmas sikert arattunk” – mondja Valizadegan. „Eleinte nagy ellenállás volt az exobolygókutatók részéről, akik azt mondták: ‘Ez nem lehet bolygó.’ De idővel meggyőződtek a módszerünk pontosságáról.” Az ExoMiner felfedezéseit eddig senki sem cáfolta meg.

Ezek közül egyik új bolygó sem hasonlít a Földhöz. Az egyik, a Kepler-495 c, kétszer akkora, mint a Föld, és hat nap alatt kerüli meg csillagát. Egy másik, a Kepler-27 d, a Neptunusz méretéhez közelít, és mindössze hat és fél nap alatt tesz meg egy teljes kört csillaga körül. Ezek a bolygók a csillaguk sugárzása miatt valószínűleg lakhatatlanok.

Valizadegan szerint az ExoMiner még csak a kezdet. Az új generációs teleszkópok hatalmas mennyiségű adatot fognak szolgáltatni, és az AI segíthet nemcsak új bolygók keresésében, hanem az életre alkalmas környezetek azonosításában is.

Lisa Kaltenegger, a Cornell Egyetem Carl Sagan Intézetének asztrofizikusa szerint az AI képes lehet az életre utaló jelek keresésére is, például víz vagy növényzet észlelésére – egy lépéssel közelebb hozva az emberiséget az idegen élet felfedezéséhez.