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Une IA aura permis de déceler 56 nouvelles lentilles gravitationnelles

Crédits : Enrico Petrillo, University of Groningen

Un réseau de neurones « entraîné » à l’analyse de lentilles gravitationnelles aura permis la découverte de 56 nouvelles lentilles sur une petite portion du ciel. De quoi promettre de nombreuses découvertes à venir. Les résultats de cette étude ont été publiés dans les Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.

Une lentille gravitationnelle se produit par la présence d’un corps céleste très massif (comme une galaxie ou un amas de galaxies) se situant entre un observateur et une source lumineuse lointaine située en arrière-plan. La présence de l’intermédiaire massif permet ainsi d’amplifier l’image de l’objet situé en arrière-plan par effet de gravitation. Un phénomène qui émerge de la théorie de la relativité générale d’Einstein. Ces distorsions fournissent des indices importants sur la répartition de la masse dans l’espace et sur la façon dont cette distribution évolue au fil du temps. Ainsi, ces lentilles permettent aux astronomes de « voir » ce qui serait normalement impossible à « voir ». Pratique, donc. Mais il y a un « hic » : ce type d’analyse reste particulièrement long et fastidieux. Les astronomes doivent en effet trier des milliers d’images, assistés par des bénévoles enthousiastes. L’intelligence artificielle pourrait changer la donne par sa rapidité de calculs. Et elle fait déjà ses preuves.

Un groupe d’astronomes des universités de Groningue, Naples et Bonn a développé une méthode permettant d’analyser avec précision les distorsions complexes de l’espace-temps, les fameuses lentilles gravitationnelles. La méthode se base sur le même algorithme d’intelligence artificielle utilisé par Google, Facebook ou encore Tesla ces dernières années. Ce que les chercheurs appellent des « réseaux de neurones » peuvent en fait effectuer les mêmes analyses qu’un cerveau humain, mais ce qui prendrait normalement plusieurs mois d’analyses et de contre-analyses ne prend ici que quelques secondes seulement. Capables d’apprendre, ces « réseaux » s’appuient ici sur le principe de l’induction, c’est-à-dire l’apprentissage par l’expérience. Les astronomes ont, pour cette étude, formé le réseau de neurones en utilisant des millions d’images de lentilles gravitationnelles faites maison. Ils ont confronté le réseau à des millions d’images prises d’une petite parcelle du ciel (0,5 % du ciel). Résultat : 56 nouvelles candidates de lentilles gravitationnelles ont été découvertes.

Initialement, le réseau de neurones avait décelé 761 candidates potentielles. Après inspection par les astronomes, l’échantillon s’est ensuite réduit à 56. Ces 56 nouvelles lentilles devront par ailleurs encore être confirmées par des télescopes « visuels », comme le télescope spatial Hubble. Dans un avenir proche, une fois ces réseaux affinés, ceux-ci pourront analyser des millions d’images sans forcément impliquer d’inspections derrière. Avec l’émergence d’une toute nouvelle génération de télescope à venir, les données vont s’empiler et les astronomes ne pourront plus faire face. L’intelligence artificielle, par sa rapidité d’analyse et de calcul, pourrait bientôt révolutionner le domaine de l’astrophysique.

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