Jak se modelují exoplanety?

Odpovědi se vám dostane v devatenáctém díle technologického podcastu FIT ČVUT Jedničky a Nuly. Co jsou to exoplanety, kde se nacházejí a jak se zkoumají pomocí strojového učení? Moderátorka podcastu Sara Polak tentokrát vyzpovídala člena Katedry počítačových systémů, Ing. Ondřeje Podsztavka.

Co je to exoplaneta?

Exoplaneta, též extrasolární planeta, je planeta nacházející se mimo sluneční soustavu, tedy obíhající kolem jiné hvězdy než Slunce. První potvrzená exoplaneta byla objevena v roce 1992. Od prvního objevu dosud bylo objeveno skoro 5000 exoplanet. Nejvíce jich objevil vesmírný teleskop Kepler, aktivní především v letech 2009 – 2013. Podle dosavadních pozorování připadá v průměru na každou hvězdu nejméně jedna planeta, přičemž velké procento hvězd má planet více. Přibližně jedna z pěti hvězd podobných Slunci má planetu velikosti Země v obyvatelné zóně. Není divu, že objev exoplanet zesílil zájem o hledání mimozemského života. Vedle exoplanet existují i toulavé planety, které neobíhají kolem žádné hvězdy a které se obvykle považují za samostatné objekty. Nejbližší exoplanety se nacházejí ve vzdálenosti několika světelných let od Země.

Odborník na modelování exoplanet, Ing. Ondřej Podsztavek

Co jsou to exoplanety, kde se nacházejí a jak se zkoumají pomocí strojového učení vám v podcastu prozradí Ing. Ondřej Podsztavek, člen Katedry počítačových systémů FIT ČVUT. Na fakultě vystudoval bakaláře, magistra a nyní pokračuje v doktorském studiu. Věnuje se aplikaci strojového učení v astronomii, pracuje na modelování atmosfér exoplanet. Predikuje například jejich teplotu, množství plynů nebo vodní páry. V rámci svého výzkumu se zapojuje do nejrůznějších projektů a sklízí úspěchy na konferencích a soutěžích.

Jak se modelují exoplanety?

„Astronomové mají nějaké fyzikální modely planet a vlastní metody, kterými je modelují. Tyto metody jsou ale pomalé, a tak je potřebují zrychlit. Na to je strojové učení skvělé. Je tam sice nějaká fáze, kdy se ten model ty metody učí, která trvá déle, ale jakmile se je naučí, je velmi rychlý. Funguje to tak, že dostaneme data nasbíraná těmi tradičními pomalými metodami, a učíme se je replikovat. U těch exoplanet je velký problém, že nevíme, jaké to na nich ve skutečnosti je, protože tam nikdy nedoletíme, tudíž stále spekulujeme. Něco se dá poznat, ale ne všechno,“ vysvětluje Ondřej Podsztavek v podcastu a dodává:

„Já se zabývám kontrolou konzistence. To znamená, že mám více automatických metod, které můžou například určovat složení atmosfér exoplanet. Potom si ty různé predikce dám vedle sebe a podívám se, jestli odpovídají. Pokud neodpovídají, řeknu nějakému expertovi, aby se na ně podíval a zkontroloval je. Výhodou strojového učení v tomto případě je, že může mimikovat práci člověka. Díky tomu ho můžeme odsunout trochu bokem a zavolat si ho právě jen na ty případy, kdy přijdeme na to, že je něco špatně. Tím mu ušetříme čas a on se tak může soustředit na důležitější věci. Z mého hlediska jsou astronomové blázni, kteří vymýšlejí obrovské drahé projekty, ale má to smysl se jako lidstvo nějak zasadit do kontextu. Také jsme na nějaké planetě a věčně hledáme, jaké to naše místo je, a jestli je něčím specifické. Začal s tím už Giordano Bruno, když popisoval, že naše Země není ničím výjimečná, že kolem nás je spousta dalších světů. Od té doby se pořád snažíme najít nějaké jiné planety, na kterých budou lidé. V astronomii také vyvíjíme metody, které potom můžeme nasadit i do jiných oblastí. To, co nazýváme kontrola konzistence nebo aktivní doména adaptace, není přístup specifický pro astronomii, ale může být nasazen například do medicíny.“

Jak se sbírají data z vesmíru, co je mise ARIEL od Evropské kosmické agentury a proč se vyplatí do výzkumu vesmíru investovat? Poslechněte si nový díl podcastu.

O podcastu

Cílem podcastu Jedničky a Nuly je přiblížit nejnovější informační technologie široké veřejnosti a přispět tak k popularizaci oboru, který je v dnešní době v mnoha oblastech nepostradatelný. Zajímá vás umělá inteligence, superpočítače, zabezpečení přístupových karet nebo doporučovací systémy? Poslechněte si i předchozí díly:

Jak fungují doporučovací systémy? – 10. 3. 2023
Přístupové karty – jejich výhody a rizika? – 10. 2. 2023
K čemu jsou nám superpočítače? – 10. 1. 2023
Jak počítačově simulovat chování lidí? – 10. 12. 2022
Jak se žije v době datové? – 10. 11. 2022
Veřejná data – hrozba, nebo příležitost? – 10. 10. 2022
Proč je matematika důležitá pro informatiku? – 10. 9. 2022
Jak zařídit, aby mi dal lajk Elon Musk? – 10. 8. 2022
Jak se ze školní lavice dostat až do kanceláře děkana? – 10. 7. 2022
Jak virtuální realita může přiblížit minulost? – 10. 6. 2022
Jak algoritmy doporučují obsah na internetu? – 10. 5. 2022
Jaká jsou rizika při používání stejných hesel? – 10. 4. 2022
Jsou auta plná moderních technologií bezpečná? – 10. 3. 2022
Jak se dá umělá inteligence využít při pozorování vesmíru? – 10. 2. 2022
Mohou roboti nahradit lidi ve skladech? – 10. 1. 2022
Proč se nebát kamer ve veřejném prostoru? – 10. 12. 2021
Dokážeme žít bez umělé inteligence? – 10. 11. 2021
Kdy nám budou drony doručovat nákupy? – 10. 10. 2021

Na další otázky ze světa jedniček a nul vám odpoví odborníci z FIT ČVUT společně se Sarou Polak vždy jednou měsíčně. A kde si můžete podcast poslechnout? Naleznete ho na stránkách fit.cvut.cz/podcast, nebo v aplikacích Spotify, Google PodcastsApple Podcasts pod názvem Jedničky a Nuly.

Magdaléna Malířová

Věřím, že studium vysoké školy nabízí víc než jen nové znalosti, proto se ráda aktivně podílím na životě na naší fakultě. Jsem členkou studentského klubu FIT++, kde pomáhám s organizováním nejrůznějších akcí. A protože mě kromě psaní kódu baví i psaní článků, stala jsem se také součástí redakčního týmu fakultního časopisu Buď FIT. Ve volném čase ráda kreslím, cestuju a hraju v divadle. Jako členku divadelního souboru Comica Economica jste mě mohli vidět například na prknech Semaforu. Kontaktovat mě můžete na malirmag@fit.cvut.cz.