La lentille gravitationnelle est un phénomène spatial complexe qu’il est ardu de prévoir. C’est pourquoi l’Homme a désormais recours à une intelligence artificielle ultra performante pour l’observer.
La lentille gravitationnelle, qu’est-ce que c’est ?
La lentille gravitationnelle est produite par la présence d’un corps céleste très massif (une nébuleuse, un amas d’étoile, une galaxie…) se situant entre un observateur et une source lumineuse lointaine. Par exemple, un humain regarde une galaxie depuis la Terre. Si un trou noir se trouve entre cette galaxie et la Terre, alors l’humain constatera une lentille gravitationnelle. Mais pour cela, il faut que les trois éléments soient alignés.
Cet évènement prend une forme particulière. Pour faire simple, c’est un cas de déviation de la lumière. De la même façon qu’une lentille de verre dévie la lumière, une lentille gravitationnelle déforme les rayons du corps céleste. Reprenons l’exemple du paragraphe précédent. Lorsque l’humain regardera la galaxie, le trou noir déviera ses rayons lumineux. Ainsi, cela donnera lieu à une image déformée de la galaxie. En cause ? La matière que rejette le corps céleste massif.
Le savant Einstein a lui-même théorisé ce fait : dans la théorie de la relativité générale, il nous apprend que les rayons lumineux sont déviés lorsqu’ils sont proches d’objets massifs. C’est en 1919 qu’Arthur Eddington, un astrophysicien britannique, constate pour la première fois une lentille gravitationnelle durant une éclipse solaire : il repère une étoile anormalement située, alors qu’elle devrait être derrière le Soleil. Ce dernier avait en fait provoquer une lentille gravitationnelle.
Que fait l’intelligence artificielle ?
Pour repérer une lentille gravitationnelle, il faut avoir une connaissance accrue de l’univers, et savoir où se trouve chaque étoile, ce qui la rend, bien entendu, très difficile à repérer. Une tâche bien difficile pour l’Homme, qui peut désormais la confier à la technologie. Des chercheurs de l’université de Stanford ont en effet développé une intelligence artificielle capable de repérer les lentilles gravitationnelles 10 millions de fois plus rapidement que l’être humain.
Dans une étude publiée dans Nature, Laurence Perreault Levasseur, une stagiaire postdoctoral à Stanford, a déclaré : « d’habitude, les analyses prennent des semaines voire des mois à être complétées. […] Désormais, elles peuvent être faites en quelques secondes par un réseau neuronal totalement automatique ». Pour entraîner l’IA, les chercheurs ont compilé des milliers d’images de lentilles gravitationnelles et les lui ont montrées. Phil Marshall, un des auteurs de l’étude, indique : « ce qui est incroyable, c’est que les réseaux neuronaux peuvent apprendre d’eux-mêmes ce qu’il faut rechercher ». « C’est comparable à l’apprentissage d’un petit enfant. Vous ne lui dites pas ce qu’est un chien, vous lui montrez des images d’un chien », indique-t-il.
L’auteur principal, Yashar Hezaveh, a déclaré dans le communiqué de presse : « Les réseaux neuronaux que nous avons testés […] étaient capables de déterminer les propriétés de chaque lentille gravitationnelle. Ils savaient quelle quantité de matière les corps célestes rejetaient et comment cela influait sur l’image visible dans la galaxie ».
