人工智能和物理学结合揭示了黑洞周围爆发的耀斑的3D结构 | {$randkws}热点解读 黑洞周围的生态是动荡的

AI和物理学结合揭示了黑洞周围爆发的耀斑的3D结构。来源：uux.cn/CC0公共域
（神秘的地球uux.cn）据加州理工学院：科学家们觉得，黑洞周围的生态是动荡的，其特征是热磁化气体以惊人的速度和温度在圆盘中盘旋。天文观测表明，在这样一个圆盘内，关注郭德纲指南神秘的耀斑每天发生几次，暂时变亮，然后逐步消失。
如今，由加州理工学院科学家领导的一个团队运用望远镜资料和AI（AI）计算机视觉技术，重启了第一段三维影像，显示了人马座a*（Sgr a*）周围的这种耀斑或许是什么样子，人马座是我们银河系中心的超大品质黑洞。
三维耀斑结构具有两个明亮、快速折叠屏一览紧凑的特征，位于距离黑洞中心约7500万公里（即地球和太阳距离的一半）的地方。它基于智利阿塔卡马大型毫米阵列（ALMA）在2017年4月11日X射线资料显示的火山爆发后100分钟内收集的资料。
“这是第一次对在黑洞附近旋转的气体开展三维重建，”加州理工学院计算和数学科学、电气工程和天文学助理教授Katie Bouman说，她的昨天最适合读的一句话：岁月可期团队领导了《自然天文学》上一篇题为《人马座a*超大品质黑洞附近耀斑的轨道偏振层析成像》的论文中刻画的这项岗位
Bouman小组的博士后学者、该论文的首要作者Aviad Levis强调，尽管影像不是模拟的，但它也不是事情发生时的直接记录。他说：“这是基于我们的黑洞物理模型的重建。由于它依赖于这些模型的精确性，所以仍有很多不确定性。”。最新张颂文报道
运用物理学提供的AI来找出或许的3D结构
以便重建3D图像，该团队必须开发新的计算成像工具，例如，这些工具可以阐释由于黑洞等具有巨大引力的物体周围的时空曲率而导致的光弯曲。
2021年6月，多学科团队首次考虑是否有或许兴办黑洞周围耀斑的3D影像。Bouman和Levis是事情视界望远镜（EHT）兴办组织的成员，该组织已然亮相了位于遥远星系M87核心的超大品质黑洞的第一张图像，并正运用Sgr a*的EHT资料开展同样的岗位。
这篇新论文的合著者、谷歌探究企业的Pratul Srinivasan当时正加州理工学院访问该团队。他合作开发了一种被称为神经辐射场（NeRF）的技术，当时该技术方才着手被探究人员使用；自那以后，它对计算机图形学形成了巨大的作用。NeRF使用深度进修来基于2D图像兴办场景的3D强调。它提供了一种从各异角度观察场景的方法，即使只有有限的场景视图可用。
该团队想得知，经由兴办在神经联网强调的这些新近进展基础上，他们是否可以重建黑洞周围的3D生态。他们面临的最大考验是：从地球上，就像在任何地方一样，我们只能目睹黑洞的一个视角。
探究小组觉得，他们或许能够克服这个难题，由于气体在黑洞周围移动时的行为在某种程度上是可以预测的。考虑一下试图捕捉一个子女腰上戴着内胎的3D图像的类比。
要用传统的NeRF方法取景这样的图像，你需要在子女静止不动的状况下从多个角度取景图像。但从理论上讲，你可以让子女在摄影师静止不动的状况下旋转。
定时快照与子女的旋转速度信息相结合，可以同样好地用于重建3D场景。同样，经由运用气体如何在距离黑洞各异距离移动的知识，探究人员旨在经由从地球上随时间推移开展的测量来解决3D耀斑重建难题。