Mô hình chuyển tiếp có nghĩa là gì?

Trong nghiên cứu của tôi về các ngoại hành tinh, tôi đã nghe nhiều người nói về "mô hình chuyển tiếp của khí quyển ngoại hành tinh". Tôi không biết "chuyển tiếp" nghĩa là gì trong "mô hình chuyển tiếp" và cách so sánh với "mô hình đảo ngược", nếu đó thậm chí là một điều.

Mô hình chuyển tiếp là gì và tại sao nó đặc biệt đến nỗi nó cần được phân biệt với mô hình thông thường của ol?

Có nhiều cách khác nhau để mô hình một cái gì đó. Từ những gì bạn đang hỏi, có hai loại mô hình chính: mô hình chuyển tiếp và mô hình nghịch đảo.

Chuyển tiếp mô hình

Trong loại mô hình này, bạn có một mô hình cụ thể xác định trạng thái "hiện tại" của hệ thống của bạn. Trong trường hợp khí quyển ngoại hành tinh, nó có thể là thứ xác định hàm lượng phân tử, mức độ ion hóa, mật độ, v.v. của bầu khí quyển ngoại hành tinh của bạn. Sau đó, bạn sử dụng vật lý / toán học đã biết của hệ thống của bạn để quyết định cách nó sẽ hoạt động. Trong thiết lập này, những gì bạn đã tạo là một hệ thống để dự đoán trạng thái hệ thống từ mô hình vật lý được xác định trước.

Một ví dụ như vậy sẽ là một người nào đó tạo ra bầu không khí ngoại hành tinh của riêng họ trong một mô hình và sau đó nói, được rồi, chuyện gì xảy ra khi tôi chiếu ánh sáng qua bầu không khí này. Những quan sát nào tôi có thể ghi lại?

Mô hình nghịch đảo

Trong một số ý nghĩa, điều này trái ngược với mô hình chuyển tiếp, mặc dù điều đó không thực sự có nghĩa là bạn đang chạy một mô hình để nhìn vào quá khứ. Thay vào đó, điều xảy ra với thiết lập này là bạn biết một trạng thái hoặc kết quả cụ thể và bạn muốn xây dựng một mô hình hệ thống có thể tạo ra trạng thái nói trên. Về cơ bản, bạn muốn mô hình của mình đến một trạng thái nhất định khi nó được tính toán xong. Nếu đúng như vậy, bạn có một sự tin tưởng hợp lý rằng mô hình của bạn là một dấu hiệu cho thấy hệ thống của bạn thực sự như thế nào.

Trong tình huống này, bạn sẽ đo các thành phần của khí quyển, ví dụ bán kính của hành tinh là một hàm của bước sóng, sau đó tạo ra một mô hình của bầu khí quyển có thể tái tạo các quan sát của bạn. Nếu bạn có thể, thì hy vọng là mô hình thể hiện chính xác hệ thống của bạn là gì.

Mô hình chuyển tiếp là việc sử dụng một mô hình để mô phỏng một kết quả. Vấn đề lấy mô hình để tạo dữ liệu từ đầu vào được gọi là vấn đề chuyển tiếp .

Mô hình chuyển tiếp lấy các tham số nhất định và tạo ra dữ liệu sau đó có thể được so sánh với các quan sát thực tế.

Mô hình chuyển tiếp dường như được sử dụng phổ biến trong khoa học Trái đất, ví dụ như mô hình khí hậu toàn cầu, các sự kiện địa chấn, v.v.

Vấn đề chuyển tiếp ( vấn đề trực tiếp, vấn đề bình thường): Vấn đề tính toán những gì cần quan sát cho một mô hình cụ thể, ví dụ tính toán dị thường trọng lực sẽ được quan sát cho một mô hình nhất định của một vòm muối. ( Từ điển khoa học trái đất )

Thủ tục ngược lại được gọi là vấn đề nghịch đảo :

Một vấn đề nghịch đảo trong khoa học là quá trình tính toán từ một tập hợp các quan sát các yếu tố nguyên nhân tạo ra chúng: ví dụ, tính toán một hình ảnh trong chụp cắt lớp vi tính, tái tạo nguồn trong âm học hoặc tính mật độ của Trái đất từ ​​các phép đo của trường trọng lực của nó .

Nó được gọi là một vấn đề nghịch đảo vì nó bắt đầu với kết quả và sau đó tính toán nguyên nhân. Đây là nghịch đảo của một vấn đề chuyển tiếp, bắt đầu với các nguyên nhân và sau đó tính toán kết quả.

Giải quyết một vấn đề nghịch đảo có nghĩa là, đưa ra một tập hợp các quan sát, xây dựng một mô hình giải thích cho chúng.

Tôi cho rằng người ta dự đoán rằng bầu khí quyển ngoài hành tinh được nghiên cứu thông qua mô hình chuyển tiếp, bởi vì chúng ta đã có các mô hình khí quyển thích hợp cho Trái đất và sự hiểu biết để điều chỉnh chúng với các hành tinh khác, trong khi chúng ta chưa có đặc điểm thích hợp của khí quyển ngoại hành tinh.

$A$

$y$$x$

• $x$$y$

• $y$$x$$A$

$Ax$$Ax$

Mô hình nghịch đảo là nơi bạn sử dụng các tính năng của dữ liệu để ước tính một tập hợp các tham số cơ bản của mô hình vật lý của bạn về những gì đang diễn ra.

Mô hình chuyển tiếp là nơi bạn sử dụng mô hình của mình để dự đoán những gì bạn sẽ quan sát và sử dụng so sánh các dự đoán này với dữ liệu của bạn để suy ra các tham số mô hình của bạn.

Một ví dụ exoplanet đơn giản. Xem xét một đường cong vận tốc hướng tâm được lấy mẫu thưa thớt. Bạn có thể ghép một hình sin (hoặc một giải pháp quỹ đạo hình elip) cho các dữ liệu này và ước tính khoảng thời gian, biên độ vận tốc hướng tâm và sau đó suy ra một khối lượng tối thiểu cho ngoại hành tinh quay quanh bằng cách cắm các số này, cùng với ước tính khối lượng sao vào hàm khối công thức.

Một cách tiếp cận mô hình về phía trước sẽ bắt đầu với khối lượng của ngôi sao và hành tinh, chỉ định chu kỳ quỹ đạo và độ nghiêng và sau đó dự đoán những gì sẽ được quan sát - bao gồm nếu cần thiết, các chức năng cho phép không hoàn hảo và không chắc chắn trong các phép đo. Nhiều mô hình như vậy được tạo ra và so sánh với các quan sát cho đến khi người ta có thể ước tính các hàm xác suất cho từng tham số mô hình.

Để thấy sự khác biệt giữa các mô hình thuận và nghịch, hãy xem xét sự hiểu biết của chúng ta rằng một nguyên tử có thể hấp thụ và chỉ phát ra các bước sóng ánh sáng riêng biệt nhất định. Đây là những gì chúng ta quan sát ; chúng ta có thể xây dựng một mô hình đơn giản (nghịch đảo) về cấu trúc nguyên tử dựa trên những quan sát này. Nhưng chỉ sau khi chúng ta có một mô hình nguyên tử được phát triển tốt, chẳng hạn như lý thuyết lượng tử, chúng ta mới có thể dự đoán sự hấp thụ và phát xạ của bất kỳ nguyên tử nào .

Mô hình chuyển tiếp dựa trên những hiểu biết được phát triển tốt này và nói chung là hình thức mô hình hữu ích nhất.

Tuy nhiên, các mô hình nghịch đảo rất quan trọng khi chúng ta chưa hiểu rõ về hệ thống; trong trường hợp đó, các mô hình ad hoc cuối cùng có thể khiến chúng ta phát triển các mô hình và hiểu biết hoàn toàn mới - như trường hợp hiểu các nguyên tử và phân tử trước khi lý thuyết lượng tử được phát triển đầy đủ.

Tôi muốn thêm vào câu trả lời của pablodf76, điều này hoàn toàn chính xác, để nói rằng thông thường, mô hình chuyển tiếp được sử dụng để giải quyết vấn đề nghịch đảo . Đây là bối cảnh phổ biến nhất mà tôi đã thấy thuật ngữ này trong văn học thiên văn học.

Nói chung, có một mô hình chuyển tiếp cũng như sự hiểu biết về độ không đảm bảo đo của bạn cũng giống như có chức năng khả năng. (Điều tổng quát hơn là nghĩ về mô hình chuyển tiếp của bạn là xác suất). Mô hình chuyển tiếp đi từ các tham số cơ bản đến dữ liệu (vấn đề chuyển tiếp) và được kết hợp với các kỹ thuật thống kê - sử dụng MCMC để lấy mẫu từ phía sau hoặc tính toán ước tính tham số khả năng tối đa, ví dụ - để giải quyết vấn đề nghịch đảo.

Mô hình chuyển tiếp là gì và tại sao nó đặc biệt đến nỗi nó cần được phân biệt với mô hình thông thường của ol?

Trong bối cảnh này, các tác giả có lẽ đang cố gắng nhấn mạnh rằng họ đã đi đến ước tính / hậu thế của các thông số khí quyển với một mô hình khí quyển chi tiết kết hợp với một số dạng suy luận thống kê.