- SMP Matteo Paz memenangkan $ 250.000 untuk menemukan 1,5 juta objek ruang angkasa baru dengan AI.
- Paz membangun algoritma AI untuk mencari data dari a NASA Space Telescope untuk benda -benda seperti lubang hitam.
- Penemuannya dapat membantu memecahkan salah satu misteri terbesar alam semesta.
Ketika Matteo Paz mencetak gol a sekolah menengah atas Magang di California Institute of Technology, para ilmuwan di sana memberinya tugas yang menakutkan untuk memilah -milah data secara manual dari misi NASA.
Itu adalah “karya magang klasik,” Paz, yang berusia 18 tahun dari Pasadena, California, mengatakan kepada Business Insider. “Tugas yang sangat kasar, membosankan, dan kotor yang membutuhkan banyak waktu.”
Alih -alih memilah -milah data secara manual, Paz membangun algoritma AI untuk melakukannya untuknya. Pada akhirnya, ia menemukan 1,5 juta objek baru di ruang angkasa, termasuk supernova dan lubang hitam supermasif.
Pada hari Selasa, ia memenangkan $ 250.000 di Pencarian Bakat Sains Regeneron atas usahanya.
Setiap tahun kompetisi melemparkan jaring di seluruh negara untuk siswa sekolah menengah yang melakukan jenis penelitian yang mungkin Anda harapkan dari mahasiswa pascasarjana. Tahun ini Paz tersentak tempat pertama dari hampir 2.500 pendatang.
“Terkejut bukan kata yang cukup kuat,” kata Paz tak lama setelah upacara penghargaan. “Aku bahkan tidak memikirkan apa yang aku katakan kepada orang -orang jika aku menang.”
Matteo Paz, di barisan belakang tampak terkejut, setelah mengetahui bahwa dia memenangkan tempat pertama. Chris Ayers Photography/Lisensi oleh Society for Science
Objek dalam katalog Paz bukan hanya bintang atau planet tua yang sederhana. Mereka semua objek variabel, yang berarti mereka berubah secara dramatis, keras, dan seringkali tidak terduga. A lubang hitammisalnya, dapat memancarkan jet kuat yang bervariasi dalam kecerahan tergantung pada seberapa banyak bahan yang melahap atau seberapa cepat berputar.
Itu membuat objek -objek ini menjadi kekayaan informasi tentang beberapa misteri yang paling membingungkan di alam semesta. Misalnya, mereka dapat digunakan untuk mengukur seberapa cepat alam semesta berkembang Dari Big Bang – seorang ilmuwan teka -teki masih berusaha menyelesaikan, yang dapat menulis ulang fisika.
Sebagian besar objek yang ditemukan Paz adalah “kandidat,” yang berarti studi lebih lanjut diperlukan bagi para ilmuwan untuk mengkonfirmasi apa yang disarankan analisis Paz.
Untungnya, para astronom sudah menggali katalognya.
Membangun AI untuk memindai langit
Paz membutuhkan algoritma pembelajaran mesin untuk menyisir hampir 200 terabyte data dari survei inframerah 10 tahun di seluruh langit oleh NASA Neowise Teleskop Luar Angkasa.
Melihat dalam inframerah – panjang gelombang yang tidak terlihat oleh mata manusia – misi neowise mencari asteroid dan Komet dekat Eart. Namun, panjang gelombang inframerah juga dapat mengungkapkan benda -benda jauh di ruang yang diselimuti debu antarbintang.
Meskipun Neowise tidak dirancang untuk mencari benda -benda seperti itu, Paz berpikir dia bisa menggoda mereka dari data dengan algoritma AI -nya.
“Sebelum pekerjaan Matteo, tidak ada yang mencoba menggunakan seluruh tabel (200 miliar baris) untuk mengidentifikasi dan mengklasifikasikan semua variabilitas signifikan yang ada di sana,” Davy Kirkpatrick, yang merupakan mentor Paz di Caltech, mengatakan kepada BI dalam sebuah email.
Survei lain telah mencoba menyisir data neowise untuk jenis objek variabel tertentu, tambahnya.
Di akhir program musim panas, “kami sangat terkesan dengan hasilnya sehingga kami mempekerjakannya paruh waktu di Caltech untuk menyelesaikan katalog,” kata Kirkpatrick.
Paz mengatakan banyak pekerjaan itu adalah dia “di ruangan gelap, tas mata berat, menatap komputer saya, mencoba memecahkan bug.” Terkadang dia menyelesaikan masalah matematika di papan tulis di Caltech. Dia juga berkonsultasi dengan berbagai astrofisika dan astronom.
Setelah algoritma siap, itu mengejutkannya.
Membuat 1,5 juta penemuan baru
Untuk menganalisis semua 200 terabyte data, Paz membagi data menjadi 13.000 bagian yang sama.
Algoritma menganalisis perubahan sangat kecil dalam radiasi inframerah untuk mengidentifikasi objek ruang variabel dan mengurutkannya menjadi kelas yang berbeda, seperti lubang hitam atau sistem bintang ganda. Dalam beberapa rasi bintang, algoritma ini menemukan lebih banyak objek daripada yang diantisipasi.
“Di situlah saya pertama kali mulai melihat banyak janji dalam proyek,” kata Paz.
Pada akhirnya, ia mensurvei lebih dari 450 juta objek di langit dan mengidentifikasi 1,9 juta yang mungkin merupakan objek variabel seperti lubang hitam atau supernova. Dari mereka, 1,5 juta belum pernah dikatalogkan sebelumnya – mereka adalah penemuan baru.
“Ini sangat indah. Bukan hanya angka itu – ini adalah angka besar yang jelas membuat Anda bangga – tetapi ketika Anda memvisualisasikan data,” kata Paz.
Inilah visualisasi itu, merencanakan semua objek kandidat yang dia temukan:
Proyeksi langit dengan semua 1,9 juta benda dalam katalog diplot ke atasnya. Matteo Paz
“Anda dapat melihat Bima Sakti, Anda dapat melihat galaksi satelit, Anda dapat melihat Andromeda, Anda dapat melihat daerah pembentuk bintang,” kata Paz. “Meskipun ini adalah pandangan yang sangat satu dimensi tentang alam semesta, hanya merencanakan titik di setiap penemuan yang telah kita buat, kita benar-benar dapat melihat seluk-beluk dan kemuliaan langit malam.”
Sekarang kelompok penelitian inframerah di Caltech sudah menggunakan katalognya, yang disebut Varwise, untuk mempelajari sistem bintang ganda di alam semesta yang jauh. Mereka telah menemukan lusinan sistem bintang di Varwise yang sebelumnya tidak terdeteksi, kata Kirkpatrick. Dia menambahkan bahwa penelitian membantu mereka menghitung massa planet alien yang jauh.
Paz mengirimkan katalog untuk publikasi di The Astrophysical Journal akhir tahun ini. Katalog belum melalui proses peer-review, tetapi algoritma itu sendiri ditinjau oleh peer dan diterbitkan Dalam The Astronomical Journal pada bulan November.
“Kandidat variabel yang dia temukan akan dipelajari secara luas dan menggambarkan nilai abadi dari survei astronomi,” Amy Mainzer, seorang ilmuwan yang memimpin misi neowise, mengatakan kepada BI dalam email.
“Jelas bahwa dia hanyalah bakat yang unik – cerdas, pekerja keras, dan dengan kemampuan gila untuk mengasimilasi pengetahuan yang baru ditemukan menjadi ide -ide baru untuk mempelajari alam semesta,” kata Kirkpatrick.
Dari La Fires ke Big Bang
Adapun Paz dan $ 250.000 -nya, perbatasan berikutnya adalah kuliah. Dia mengatakan dia telah diterima di Universitas Stanford, dan menjaga pikirannya tetap terbuka tentang jalur karier yang potensial.
Hanya beberapa minggu sebelum terbang ke Washington, DC untuk upacara penghargaan, Paz terbangun di rumahnya di Pasadena untuk melihat api di luar jendela. Api Eaton melakukan perjalanan begitu cepat sehingga dia tidak menerima peringatan resmi. Setelah evakuasi dan beberapa hari api, rumah keluarganya terhindar.
“Itu benar -benar memberi Anda perspektif baru,” katanya. “Saya memiliki apresiasi baru untuk masalah yang tidak perlu saya khawatirkan.”
Sekarang dia merenungkan kemungkinan meletakkan teleskop inframerah ke orbit bumi – kali ini untuk memantau Bumi itu sendiri untuk kebakaran yang muncul.
Namun, lebih cepat, Paz ingin menggunakan temuan neowise -nya untuk mempelajari tingkat ekspansi alam semesta yang sulit dipahami, mulai dari Big Bang, dan mudah -mudahan membantu para ilmuwan memecahkan misteri terbesar dalam kosmologi.
“Ini akan berkontribusi pada penyelesaian topik yang sangat kontroversial dalam penelitian saat ini, atau itu akan terjadi mengungkapkan sesuatu yang benar -benar mendasar tentang asal -usul alam semesta, “kata Paz.
