Tencents WE Summit Dialog om James Webb rymdteleskop och rymdutforskning inspirerar nästa generation av forskare och astronomer

I juli 2022 släpptes de första bilderna från James Webb Space Telescope (JWST), vilket väckte en sensation. Infraröda bilder visade planeter, stjärnor och galaxer i detalj, som gick viralt på nätet och fortfarande skapade rubriker runt om i världen.

Med intresse för vetenskap och astronomi på topp, var vi värdar för en International Deep Space Dialogue de Tencent WE Summit 2022. Nu på sitt 10:e år tjänar toppmötet till att lyfta fram det mest ambitiösa vetenskapliga arbetet som görs runt om i världen.

Framstående talare för denna dialog var Nobelpristagaren Dr. John C. Mather, senior projektforskare vid JWST; Dr. Zhan Hu, projektforskare för den optiska anläggningen för det kinesiska rymdstationsteleskopet (CSST), kinesiska vetenskapsakademin; och Dr. Deng Dafu, biträdande chef för Tencent IEG Cros och AI-expert för CATCH-programmet.

I den anda av samarbete som ligger till grund för toppmötet är detta den första dialogen bland de tre programmen. Till dem följde en student och amatörastronom Zhou Zezhen, vinnare av den unga kategorin Årets astronomiska fotograf av Royal Observatory Greenwich.

Dialogen modererades av prof. Gou Lijun, forskare vid NAOC.

Olika Stakt Program, kompletterande uppdrag

JWST, med en diameter på 6,5 m, är det största optiska teleskopet i rymden. Teleskopet lanserades den 25 december 2021 och är ett gemensamt projekt som involverar 20 länder och använder infraröd fotografering för att studera ljus från avlägsna universum. Dr. Mather säger att “den observerar allt, från de första stjärnorna och galaxerna och svarta hålen till planeterna i solsystemet.”

Planerad för uppskjutning under de kommande åren eller två kommer att vara CSST – ett två-meters brett fältrymdteleskop – i samma låga jordbana som rymdstationen. Dr. Zhan förklarar att CSST:s primära uppdrag är “att utföra högupplöst, storarea multibandsavbildning och spektralundersökningar med hjälp av en kamera som kommer att vara den största i rymden.”

Samtidigt kommer CATCH att skjuta upp en flotta av smarta satelliter utrustade med röntgenteleskop för att observera flera rymdfenomen som svarta hål, neutronstjärnor, gammastrålningsskurar och supernovor. Satelliterna använder AI-beräkningar för att göra observationer och meddelar andra satelliter i flottan att titta på ett mål dygnet runt om något av intresse plockas upp.

Frontier Technology ger komplexa utmaningar

Att bygga JWST innebar unika utmaningar som tog år att övervinna. Dr. Mather beskriver det som ett “origami-teleskop” på grund av hur det var tvungen att vikas för lanseringen. Tekniken var “extremt ambitiös” och krävde utvecklingen av 10 nya tekniker för att fokusera teleskopet efter lanseringen, sätta ihop teleskopet av 18 sexkanter, säkerställa att solskydden fungerade och uppfinna nya typer av infraröda detektorer.

”Vi var tvungna att designa den, bygga den och testa den, och när den inte fungerade fick vi börja om från början. Till slut, efter fyra tester, fungerade det”, säger Dr. Mather.

För den ännu inte lanserade CSST arbetar projektgruppen med att slutföra uppdragsparametrar. De har ännu inte bestämt vilka himlaobjekt som kommer att observeras och hur de ska sprida den stora mängden data som kommer att samlas in. Enligt till Dr. Zhan, CSST är huvudsakligen ett undersökningsteleskop. Den kan användas för att observera närliggande galaxer som M31, en mycket vacker och stor galax, och närliggande dvärggalaxer samt galaxhopar. I likhet med JWST kan CSST använda galaxkluster för att studera starka linseffekter, och Zhans team förväntar sig att få mer solida observationer nästa år.

CATCH använder förstärkningsinlärning för att hjälpa AI att lösa långvariga gåtor. Det måste dock först genomföra intensiva tester för att övervinna höga utbildnings- och implementeringskostnader, begränsad tolkning och bristen på lärande, historisk erfarenhet och data som är grunden för algoritmer.

Gå dit ingen människa har gått förut

Varje projekt löser problem och använder teknik som gör att astronomer kan se och göra saker för första gången och lära sig om saker som länge har förbryllat mänskligheten.

JWST använder infrarött så att det kan se de mest avlägsna universum, eller objekt som är för svala för att avge synligt ljus, och inuti moln av glödande gas och damm där stjärnor föds.

Detta gjorde det möjligt för JWST-teamet att observera planeter runt andra stjärnor och lära sig att vissa planeter har vattenånga i atmosfären. De har observerat svarta hål och stjärnbildande regioner, inklusive den spektakulära Carinanebulosan.

Jämfört med markteleskop kommer CSST att ha fördelen av hög vinkelupplösning och våglängdstäckning, tillsammans med ett stort område med himmelstäckning på en kvadratgrad. Det låter kanske inte så mycket, men ger CSST ett högupplöst synfält som är 10 000 gånger större än ett optiskt markteleskop.

Det vet vi att speltekniken har verkliga applikationer. Nu kan vi se hur det kan hjälpa utforskning av rymden på djupet. CATCH-projektet använder spel AI utvecklat av Tencent Games för att hjälpa satelliter att uppskatta rymdmiljön och utföra observationer på ett intelligent, koordinerat sätt. Den gör det genom att behandla himlaobjekt som agenter och tillämpar motsvarande algoritmer för att hitta en optimal lösning.

En plattform för nästa generation av forskare och astronomer

Zhou Zezhen, en kinesisk mellanstadieelev, visade ett bra grepp om astronomi och ställde undersökande frågor till seniorpanelen. Han riktade en fråga till Dr. Mather om hur JWST studerar svarta hål, mörk materia och mörk energi, eftersom de faktiskt är osynliga.

Dr. Mather svarade att JWST kan upptäcka deras närvaro genom gravitationseffekter. Galaxernas gravitation böjer ljus, vilket indikerar närvaron av mörk materia, som härleds snarare än observeras, vilket gör att vi kan veta om avlägsna galaxer.

Snustiga frågor riktades också till Dr. Zhan om fördelarna med CSST jämfört med befintliga markteleskop, och till Dr. Deng om hur han kom på idén att tillämpa spel-AI på ett rymduppdrag och hur man tränar AI för ett sådant uppdrag.

Att påverka och hjälpa Vetenskaplig Utveckling Genom idéutbyte

Med lanseringen av CSST vid horisonten, Dr. Zhan och andra forskare var angelägna om att höra insikter från Dr. Mather om hur man maximerar effekten av projektet och den enorma investeringen för att få igång det.

Dr. Mathers svar var tydligt och enkelt: “Dela data och be om hjälp.” Han fortsatte med att utveckla att “ju mer du kan publicera din data och låta andra analysera den, desto mer intressant kommer den att bli.”

Han beskrev hur ansträngningen och färdigheterna som krävs för att bygga ett teleskop eller observatorium skiljer sig från de som behövs för att analysera data och göra intressanta upptäckter, och JWST är öppen för förslag och partnerskap från alla astronomer eller forskare runt om i världen.

Dr. Mather hade också ett budskap till unga människor som Zhou och sa att astronomer har en bred förståelse för fysik och ingenjörskonst, vilket gör dem mycket kvalificerade för vetenskapliga och tekniska områden, särskilt inom dataanalys.

Han avslutade med en optimismnot, som speglar den nuvarande entusiasmen för vetenskap och astronomi. “Det är en mycket spännande tid att vara astronom eftersom vi har ny utrustning, vilket innebär nya upptäckter.” Med dem är “många, många saker möjliga.”

Utöver denna dialog var WE Summit 2022 också värd för flera dialoger mellan kinesiska tonåringar och Thomas Lindahl, Nobelpristagare i kemi, och betraktades som fadern till DNA-reparation; Jiang Peng, forskare vid NAOC och chefsdesigner för China Sky EyeFemhundra meter Aperture Sfäriskt radioteleskop (SNABB); och andra vetenskapsmän. Sådana diskussioner har inspirerat nästa generations elever att söka upp, tänka på och bedriva vetenskap.

Mer än 80 av världens främsta forskare har deltagit i WE Summit under dess 10-åriga historia. De har delat banbrytande vetenskaplig och teknisk information med allmänheten, inklusive teoretisk fysik, astronomisk utforskning, hjärn-datorgränssnitt, kvantberäkning, biovetenskap och andra områden.

.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *