แมชชีนเลิร์นนิงถูกนำมาใช้เพื่อระบุลักษณะของธาตุหนักที่ดาวฤกษ์ดวงแรกในจักรวาลส่งต่อไปยังผู้สืบทอดทันทีหลังจากที่พวกมันระเบิดเป็นซูเปอร์โนวา การสืบทอดองค์ประกอบของจักรวาลนี้ได้รับการศึกษาโดยนักวิจัยที่สังกัดสถาบัน Kavli สำหรับฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ของจักรวาลในโตเกียว ซึ่งพบหลักฐานว่าดาวฤกษ์รุ่นแรกส่วนใหญ่ในจักรวาลมีอยู่ในระบบของดาวสองดวงหรือมากกว่านั้น
ดาวฤกษ์
รุ่นแรกในเอกภพก่อตัวขึ้นจากวัสดุที่ได้รับโดยตรงจากบิกแบง ซึ่งเกือบทั้งหมดเป็นไฮโดรเจนและฮีเลียม เชื่อว่ามีมวลมากและมีอายุสั้น ดาวเหล่านี้สร้างองค์ประกอบที่หนักกว่า (เรียกว่า “โลหะ” โดยนักดาราศาสตร์) เมื่อดาวฤกษ์ระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา จากนั้นวัสดุนี้ก่อตัวเป็นส่วนประกอบ
ของดาวอายุยืนรุ่นที่สอง ซึ่งบางดวงอยู่รอดมาได้จนถึงทุกวันนี้ในทางช้างเผือก แม้ว่าดาวเหล่านี้มีองค์ประกอบที่หนักกว่ายุคแรก แต่ก็ยังถูกอธิบายว่าเป็น “ธาตุโลหะต่ำมาก” การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าดาวฤกษ์รุ่นแรกหลายดวงมีอยู่เป็นกลุ่มตั้งแต่สองกลุ่มขึ้นไป แต่จนถึงขณะนี้
ยังไม่มีหลักฐานเชิงสังเกตของความหลายหลากนี้ ตอนนี้ ทีมงาน Kavli ได้ใช้ระบบการเรียนรู้ด้วยเครื่องเพื่อวิเคราะห์เนื้อหาโลหะของดาวฤกษ์รุ่นที่สองประมาณ 460 ดวงที่สังเกตบนกล้องโทรทรรศน์ ของญี่ปุ่นในฮาวาย ข้อมูลสเปกตรัมเหล่านี้มีข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบองค์ประกอบของดาวฤกษ์
และซุปเปอร์โนวาซึ่งเป็นวัสดุสำหรับการก่อตัว ซูเปอร์โนวาจำลองข้อมูลถูกวิเคราะห์โดยใช้อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องที่Tilman Hartwigแห่งมหาวิทยาลัยโตเกียว สร้างขึ้น แมชชีนเลิร์นนิงเป็นปัญญาประดิษฐ์ (AI) ประเภทหนึ่ง และระบบได้รับการฝึกฝนโดยใช้การจำลองซูเปอร์โนวารุ่นแรกหลายพันครั้ง
บนมวลดาวฤกษ์และพลังงานระเบิดที่หลากหลาย การจำลองเหล่านี้ใช้แบบจำลองการสังเคราะห์นิวเคลียสเพื่อทำนายการผลิตองค์ประกอบของซูเปอร์โนวาแต่ละประเภท อัลกอริทึมดังกล่าวสามารถระบุได้ว่าดาวฤกษ์รุ่นที่สองถูกสร้างขึ้นด้วยผลลัพธ์ของซูเปอร์โนวาหนึ่งหรือหลายซูเปอร์โนวา
“เราพบว่า
ดาวฤกษ์รุ่นที่สองส่วนใหญ่ (68%) อุดมด้วยซุปเปอร์โนวาหลายดวงจากดาวฤกษ์ดวงแรก โดยการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของดาวฤกษ์รุ่นที่สองที่สังเกตได้” จิอากิ โคบายาชิ สมาชิกในทีมจากศูนย์วิจัยฟิสิกส์ดาราศาสตร์อธิบาย ที่มหาวิทยาลัย ของสหราชอาณาจักร
“การค้นพบของเราหมายความว่าที่จุดเริ่มต้นของเอกภพ ดาวดวงแรกก่อตัวขึ้นในระบบดาวหลายดวงหรือในกระจุกดาว ซึ่งถูกระบุในการจำลองทางทฤษฎี แต่ไม่เคยได้รับการยืนยันจากการสังเกตมาก่อน”
“ธาตุที่เบา เช่น คาร์บอนและไนโตรเจนสามารถเกิดขึ้นได้ในดาวฤกษ์มวลต่ำอย่างเช่นดวงอาทิตย์
แต่ธาตุส่วนใหญ่ เช่น ออกซิเจนและเหล็กนั้นผลิตโดยซุปเปอร์โนวา การวิจัยล่าสุดยังชี้ให้เห็นว่าธาตุที่หนักที่สุด เช่น ทองคำและยูเรเนียมนั้นเกิดจากซุปเปอร์โนวาเช่นกัน” เธออธิบาย “องค์ประกอบเหล่านี้ถูกกระจายจากบริเวณที่ก่อตัวดาวฤกษ์ไปยังสื่อระหว่างดวงดาวโดยการระเบิดของซุปเปอร์โนวา
กระบวนการนี้สามารถกระตุ้นหรือยับยั้งการก่อตัวของดาวฤกษ์รุ่นต่อไปได้ ดังนั้นซูเปอร์โนวาจึงมีความสำคัญต่อประวัติศาสตร์ของดาราจักรทั้งหมด” การเกิดและการตายของดาวฤกษ์มิโฮะ อิชิงากิซึ่งอยู่ที่มหาวิทยาลัยโตเกียวกล่าวเสริมว่าวิธีการทั่วไปในการตีความความอุดมสมบูรณ์ขององค์ประกอบ
“หากสถานการณ์ที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น ซุปเปอร์โนวาหลายแห่งทำให้ดาวฤกษ์รุ่นต่อไปสมบูรณ์ขึ้น เป็นไปไม่ได้ที่จะจำกัดแบบจำลองด้วยความมั่นใจ เนื่องจากข้อมูลที่จำกัด” เธอกล่าว ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทีมหันมาใช้แมชชีนเลิร์นนิง “แนวทางการเรียนรู้ด้วยเครื่องเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการตีความข้อมูลเหล่านั้น
โดยคำนึงถึงแบบจำลองทางทฤษฎีที่ซับซ้อน วิธีการที่ใช้ AI ดังกล่าวจะมีความสำคัญมากขึ้นในทศวรรษหน้า เมื่อมีข้อมูลเพิ่มเติมจากการสำรวจทางดาราศาสตร์ที่จะเกิดขึ้น” เธออธิบาย โคบายาชิกล่าวเสริมว่า “ตอนนี้ผมสามารถจินตนาการถึงดาวสว่างจำนวนมากที่ก่อตัวขึ้นพร้อมกัน ซึ่งสามารถเร่งการก่อตัว
ของกาแลคซีและเพิ่มความสมบูรณ์ทางเคมีของเอกภพ แนวคิดนี้สอดคล้องกับสิ่งที่เราเห็นจากผลลัพธ์ล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์”โคบายาชิกล่าวว่าทีมจะตรวจสอบต่อไปว่าโดยเฉลี่ยแล้วมีซุปเปอร์โนวากี่แห่งที่เสริมสร้างดาวฤกษ์รุ่นที่สอง ซึ่งเป็นการศึกษาที่ต้องใช้ข้อมูลเชิงสังเกต
อาจกลาย
เป็นข้อจำกัดในการสำรวจสาขาที่อยู่ติดกัน แต่พวกเราหลายคนในชีววิทยาคาดหวังว่า เมื่อการศึกษาเซลล์และโมเลกุลเริ่มชัดเจนขึ้นว่าต้องการวิธีการทางวินัยหลายแนวทาง การติดฉลากวิทยาศาสตร์และทำนายระดับที่ผู้คนควรได้รับนั้นยากขึ้น ของการเคลื่อนย้ายด้วยควอนตัม
หรือการวัดสถานะควอนตัมที่ไม่ทำลายล้างที่หรือข้ามขอบของหลุมดำสามารถให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับความโน้มถ่วงของควอนตัมที่แม่นยำมากขึ้นในดาวฤกษ์คือการจัดข้อมูลให้เข้ากับแบบจำลองที่อธิบายผลลัพธ์ของดาวดวงเดียวที่เกิดซูเปอร์โนวา สิ่งนี้สันนิษฐานว่ามีซูเปอร์โนวาเพียงดวงเดียว
เมื่อถึงจุดหนึ่งระหว่างการหมุนนี้ พันธะจะยืดตรงทันทีและไม่สามารถหมุนได้อีก การเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นเพิ่มเติมสามารถเกิดขึ้นได้โดยการทำให้วงแหวนน้ำตาลแบนเท่านั้น เนื่องจากกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับพันธะเคมีหลายตัวที่เปลี่ยนรูปพร้อมกัน ความแข็งที่มีประสิทธิภาพของโพลิเมอร์จึงเพิ่มขึ้น
แม้ว่าจะมีความแตกต่างเชิงปริมาณระหว่างการทดลองและการจำลอง – การยืดพันธะคาร์บอน-คาร์บอนในการจำลองต้องใช้แรงที่แรงกว่าสองเท่าเมื่อเทียบกับการทดลอง ตัวอย่างเช่น ข้อตกลงโดยรวมดีมาก ในความเป็นจริง ระดับของข้อตกลงนั้นน่าทึ่งมากเมื่อเราพิจารณาว่าการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
