人工智能正在衡量宇宙

真正称量宇宙的重量听起来似乎是一项不可能完成的任务，但它是可以做到的——至少在一定程度上是可以做到的。几十年来，天体物理学家一直使用所谓的“积分电子压力”作为测量星系团质量的替代方法，这涉及光子和重力的相互作用以及许多其他复杂因素。但这种替代方法绝不是完美的，而且由于星系团的各种影响，测量结果往往不太可靠。然而，现在，研究人员相信，他们已经开发出一种（相对而言）简单的解决方案，并借助人工智能的帮助。

正如本月发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文所详述的那样，一支由高等研究院、Flatiron 研究所计算天体物理中心 (CCA)、普林斯顿大学等研究人员组成的团队利用一种名为“符号回归”的人工智能工具来完善他们的银河系称重。正如 CCA 合作者的一份声明所解释的那样，该工具“本质上是尝试将数学运算符（例如加法和减法）与各种变量进行不同的组合，以查看哪个方程与数据最匹配。”

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该团队首先将一个包含大量星系团的尖端宇宙模拟输入到该工具中，然后人工智能定位可以提高质量估计准确性的变量。从那里，人工智能生成了一个新方程，该方程在长期关注积分电子压力的版本之上添加了一个新项。通过逆向思考，研究人员发现气体浓度对应于星系团中质量估计不太可靠的区域——即位于星系核心内的超大质量黑洞。

“从某种意义上说，星系团就像一个球形甜甜圈，”CCA 的公告中这样描述。“新方程去除了甜甜圈中心的果冻部分，这可能导致更大的误差，而是集中在柔软的外围，以便更可靠地推断质量。”

无论如何，该团队将人工智能编写的新方程式输入到包含数千个模拟宇宙的数字套件中，发现它可以估算出星系团质量，其变化性减少了 20% 到 30%。“这是一件非常简单的事情；这就是它的美妙之处，”研究合著者、CCA 研究员 Francisco Villaescusa-Navarro 在公告中说道。当然，“简单”对于不从事星系称重工作的人来说可能有点夸张，但有一件事是肯定的——现在果冻甜甜圈听起来相当不错。