天体物理与人工智能项目参加感想

李天航

西南大学

发布时间:

这两个月来,我在每周一次的课程和实践中也收获了许多,不论是平时的外教课和助教课,还是每次和小组讨论并完成的任务,亦或是每次的数据分析最后的论文撰写,都是我人生宝贵的经历。

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随着暑期的临尽,此次的加州理工-天体物理与人工智能暑研项目也接近了尾声。本来我所选择的暑期项目为商业与金融类,但由于一些原因切换到了这个项目。虽然没有成功参与到自己最先开始所选择的项目,但是此次的天体物理与人工智能暑研却为我带来了许多意想不到的收获。这两个月来,我在每周一次的课程和实践中也收获了许多,不论是平时的外教课和助教课,还是每次和小组讨论并完成的任务,亦或是每次的数据分析最后的论文撰写,都是我人生宝贵的经历。

图1 – 课程界面

我本科所学的专业为计算机科学与即使,而这次的暑研课题为天体物理与人工智能,尽管可能从名字上来看有部分相关,但是所进行的内容大部分是我本科在校学习中从未经历过的,比如引力波。引力波在物理学中是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。 

图2 – 助教课上对引力波信号的解析

1916年,爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。引力波的存在是广义相对论洛伦兹不变性的结果,因为它引入了相互作用的传播速度有限的概念。相比之下,引力波不能够存在于牛顿的经典引力理论当中,因为牛顿的经典理论假设物质的相互作用传播是速度无限的。 

各种各样的引力波探测器正在建造或者运行当中,比如 advanced LIGO从2015年9月份开始运行观测。

可能的引力波探测源包括致密双星系统(白矮星,中子星和黑洞)。在2016年2月11日,LIGO科学合作组织和Virgo合作团队宣布他们已经利用高级LIGO探测器,已经首次探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号

而在此次的项目中,我们需要对LIGO所探测到的引力波信号进行分析,通过python等语言进行数据分析并可视化,从而在浩瀚的数据中隔离各类干扰因素或指标找到与众不同的结果,而这个点或数值很可能就代表着引力波信号。

图3 – 利用Python对引力波数据进行相关分析

在此次暑期项目中,刚开始时我们遇到了许多前进路上的困难与障碍。例如,不熟悉Python等编程语言的应用,小组沟通存在一定上的问题,以及最后利用overleaf的论文撰写的不熟练。但是,通过不懈地坚持与努力的学习,以及在我们小组成员的互帮互助之下,我们将问题逐一分析并克服,成功完成了每次的数据分析任务,以及最后的论文撰写任务。我非常感谢我的小组成员们,他们在此次的暑期科研项目中为我提供了许多无私的帮助。

此次暑期项目也为我英语的提升提供了非常大的帮助,尤其是在听力与口语表达方面。由于外教与助教上课都使用纯英文,我在刚开始时的不适到中间的似懂非懂,到最后的能领会大致意思,我的英语听力得到了大幅提高。

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