L'IA redéfinit désormais notre façon de comprendre les paramètres fondamentaux de l'univers

L’intelligence artificielle (IA) fait des vagues au-delà du domaine des assistants numériques et de la technologie deepfake. Les astronomes exploitent désormais l’IA pour atteindre une précision sans précédent dans la compréhension des paramètres fondamentaux de l’univers. Des chercheurs du Centre d’astrophysique computationnelle (CCA) du Flatiron Institute à New York ont ​​utilisé l’IA pour calculer les cinq paramètres cosmologiques qui caractérisent l’univers, améliorant ainsi notre connaissance de sa structure et de son évolution.

Dévoiler les paramètres de l'univers

Les cinq paramètres cosmologiques en question sont cruciaux car ils définissent essentiellement les « paramètres » de l’univers, dictant son fonctionnement aux plus grandes échelles. Liam Parker, astronome au CCA et co-auteur de l’étude, explique que ces paramètres sont comme les instructions de fonctionnement de l’univers. Pour déterminer ces paramètres avec une précision exceptionnelle, l’équipe de recherche a utilisé l’IA pour analyser les données de plus de 100 000 galaxies, qui ont été observées dans le cadre du Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Ce relevé est essentiel en cosmologie car il permet de cartographier l’univers en examinant la façon dont les galaxies sont réparties dans l’espace.

Maximiser l'efficacité des données

L’utilisation de l’IA a permis à l’équipe d’extraire des informations détaillées à partir des données SDSS, une tâche jusqu’alors entravée par le volume considérable d’informations et les limites des méthodes d’analyse traditionnelles. Shirley Ho, co-auteure de l’étude et astronome au CCA, a souligné les coûts énormes associés à de telles enquêtes, qui peuvent atteindre des milliards de dollars. Grâce à l’IA, l’équipe a pu repousser les limites de ce que ces enquêtes peuvent révéler, offrant un moyen plus rentable d’extraire des connaissances précieuses à partir de données complexes.

Entraîner l'IA pour la précision

Le processus a consisté à entraîner le modèle d'IA sur 2 000 univers simulés, chacun avec des paramètres cosmologiques différents. Cet ensemble d'entraînement comprenait des défis du monde réel tels que la distorsion atmosphérique et l'imagerie imparfaite du télescope pour garantir la précision de l'IA. Une fois entraînée, l'IA a été appliquée aux données réelles du SDSS Baryon Oscillation Spectroscopic Survey. Les résultats ont été impressionnants : l'IA a réduit l'incertitude dans la mesure de la « masse » de l'univers de plus de moitié par rapport aux méthodes traditionnelles. Cette réussite s'apparente à la réalisation d'analyses traditionnelles avec quatre fois plus de données, ce qui améliore considérablement l'efficacité des données.

Impact sur les mystères cosmiques

Les progrès de l’IA en cosmologie ne se limitent pas à affiner les méthodes existantes, mais visent également à répondre à des questions cosmiques majeures. L’un de ces mystères est la tension de Hubble, qui fait référence aux écarts entre différentes estimations de la constante de Hubble, une mesure du taux d’expansion de l’univers. La précision accrue apportée par l’IA pourrait être cruciale pour résoudre cette tension et faire progresser notre compréhension de l’univers.

À mesure que de nouvelles enquêtes telles que l'enquête européenne Euclid seront mises en ligne, les techniques d'IA développées par l'équipe du CCA joueront un rôle déterminant pour extraire le maximum de valeur de ces nouveaux ensembles de données. La capacité d'analyser et d'interpréter efficacement de vastes quantités de données cosmiques représente un bond en avant significatif dans notre quête de compréhension des paramètres fondamentaux de l'univers.