Fast はどれくらい速いですか?中国のスカイアイとインテリジェントコンピューティングパワーは、天体を実験場として利用しています。その成果は人類の宇宙観を変えるかもしれない。

·この号の発行者：智江実験室インテリジェントコンピューティングプラットフォーム研究センター研究専門家、馮毅

·この号の内容: FAST は活発に繰り返される高速電波バーストを詳細に描写します (2022 年の中国科学における 10 大進歩)

山々が連なり、海のような緑の森が広がっています。私の国、貴州省の山々の間には、雄大な球形の電波望遠鏡が立っています。宇宙に対する人類の好奇心や期待を乗せて、星空を見上げ、何光年も離れたところから電波信号を探します。

これは高速であり、よく「China Sky Eye」と呼ばれます。 FAST は世界最大の単一開口で最も感度の高い電波望遠鏡であり、電波帯域で数十億光年離れたところからの微弱な信号を探すことができます。

最近、浙江省科学技術協会の「科学技術成果の普及発表」イベントが再び浙江実験室で開催されました。今回、智江実験室のインテリジェントコンピューティングプラットフォーム研究センターの研究専門家である馮毅氏がもたらした結果は、FAST によって収集されたデータから得られたものです。

高速電波バーストの謎を解明

高速電波バーストとは何ですか?

イベントの冒頭で、Feng Yi 氏はこの珍しい天文学用語を皆さんに紹介しました。

「名前が示すように、『急速』とは、非常に短い時間、つまり約1000分の1秒、つまり人間の瞬きの200倍の速さで続くことを意味します。『電波』とは、電波帯域でのみ観測されていることを意味します。そして『バースト』とは、非常に高いエネルギーを持つ爆発を意味します。1回ごとに放出されるエネルギーは、太陽が1年間に放出するエネルギーよりも高い可能性があり、人類はおそらく1兆年にわたってそのエネルギーを利用できます。」

2007年、人類によって初めて高速電波バースト（FRB）が検出され、すぐに世界中の天文学者の注目を集めました。彼らは天文学の分野では「ネットセレブ」と言えるでしょう。

このような極端な爆発は宇宙でのみ発生し、その発生メカニズムを研究することは物理学や天文学に革命的な影響を与える可能性があります。馮毅の言葉を借りれば、「これは宇宙が人類に自然の実験場を作る手助けをしているのだ」

高速電波バーストの起源と進化は依然として謎のままです。天文学界では、高速電波バーストの起源について約 50 の理論があり、その数はかつては人間が観測した高速電波バーストの数を上回っていました。

中国のFASTが世界初の持続的に活動する繰り返しバースト「20190520B」を発見したのは2019年のことだった。 「高速電波バーストは、一般的に、人間の観測機器に初めて現れた時間にちなんで命名されています。」 520 のようなロマンチックな日に捉えられたこの高速電波バーストは、天文学者にとって宇宙からの贈り物のようなものです。馮毅は冗談めかしてこれを高速電波バーストの「カール王」と呼んでいる。一般的に電波バーストの発生後には休止期間があるが、「20190520B」の出現以来、毎回の観測で1台以上の望遠鏡がそのバーストを検出しており、これは世界初の「継続的に活動する高速電波バースト」であることを意味する。

天文学とインテリジェントコンピューティングが出会うとき

FAST は広大な宇宙を継続的に調査し、毎日最大 300 テラバイトのデータ (300 台のパソコンを埋め尽くすほど) を生成します。この膨大な量のデータから、どうすれば有効な情報を得ることができるのでしょうか?

Feng Yi 氏の答えは「計算能力 + 天文学」です。

2021年、智江実験室と国家天文台は共同で、FASTベースの天文インテリジェントコンピューティングプラットフォームFAST@ZJLABを構築しました。スマートコンピューティングと人工知能テクノロジーのおかげで、以前は完了するのに 10 日かかっていたデータの処理が、今では 1 日もかかりません。

馮毅氏は、高速電波バーストの偏波の計算解析を通じて、繰り返しバーストの偏波周波数の進化に関する統一的なメカニズムを初めて提案しました。つまり、繰り返しバースト信号は周囲の複雑なプラズマによって多重経路散乱を受け、これは単一のパラメータ「RM分散」で記述できるということです。

馮毅氏によるこの重要な発見は、同氏が深く関わった高速電波バーストに関する他の2つの研究成果とともに、「2022年中国科学における10大進歩」の1つに選ばれました。この一連の主要な結果は、特定の起源の理論モデルを直接検証することはできないかもしれませんが、高速電波バーストの起源を明らかにするための重要な証拠を提供し、将来、高速電波バーストに関する完全な謎を構築する上で重要な役割を果たすでしょう。

イベントの最後に、馮毅は『三体』の「あなたのために宇宙全体がきらめくでしょう」という一節も引用した。この文は宇宙マイクロ波背景放射について言及していますが、高速電波バーストにも当てはまります。宇宙は広大で、星は輝いています。ここでは毎瞬素晴らしい変化が起こっており、数え切れないほどの新たな科学研究成果が生み出されるでしょう。今後どんな新しい発見があるのでしょうか？馮毅氏の見解では、これは楽しみなことだ。 「FASTデータを使用して行う研究は、将来、人類の宇宙観を変える可能性があります。」

メトロポリス・エクスプレスとオレンジ・パーシモン・インタラクティブの記者、ウェン・ダニー