Astronomové vytvořili dosud nejpodrobnější simulaci Mléčné dráhy, pomocí umělé inteligence simulovali vývoj naší galaxie se 100 miliardami hvězd. Tento průlom výrazně zkracuje čas potřebný pro složité galaktické modely a otevírá nové možnosti pro pochopení největších struktur vesmíru.
Need for Speed: Proč na galaktických simulacích záleží
Modelování vývoje galaxií vyžaduje obrovské výpočetní zdroje. Předchozím vysoce věrným modelům, omezeným na přibližně jednu miliardu hvězd, trvalo desetiletí, než simulovaly pouze část historie Mléčné dráhy. Toto omezení brzdilo studium dlouhodobých galaktických procesů, jako je tvorba hvězd a distribuce prvků nezbytných pro život. Nová simulace vylepšená umělou inteligencí toto úzké hrdlo obchází a běží 100krát rychleji než předchozí modely.
Jak AI urychlila proces
Klíčem k tomuto průlomu byla nová metodika, která kombinuje strojové učení s tradičními numerickými simulacemi. Tým vedený Keiyou Hirashimou z Centra pro teoretické a matematické vědy RIKEN v Japonsku vyvinul náhradní model hlubokého učení trénovaný na vysoce přesných datech supernov.
Tato složka umělé inteligence se učí předpovídat expanzi zbytků supernov za 100 000 let, což je časové měřítko, které bylo dříve příliš pomalé na to, aby bylo možné modelovat s dostatečnou přesností. Supernovy jsou kritické, protože šíří prvky a energii po celé galaxii a ovlivňují další generaci hvězd. Začleněním předpovědí umělé inteligence do širší simulace mohou výzkumníci zachytit krátkodobé efekty, které formují dlouhodobý galaktický vývoj.
Z let na dny: Dopad simulace
Výsledek je úžasný. Zatímco simulace milionu let galaktického vývoje dříve zabrala 315 hodin (13 dní) pomocí starších modelů, nový systém poháněný umělou inteligencí dokončí stejný úkol za pouhých 2,78 hodiny. Miliardové simulace nyní trvají 115 dní místo 36 let. Tato rychlost umožňuje astronomům testovat teorie o vzniku, struktuře a chemickém vývoji Mléčné dráhy s nebývalou účinností.
Beyond Astrofyzika: Nový věk simulací
Hirashima věří, že integrace umělé inteligence a vysoce výkonných počítačů znamená posun v počítačové vědě. Tato metodologie není použitelná pouze pro astrofyziku; lze jej přizpůsobit pro modelování dalších složitých systémů, jako je změna klimatu, mořské proudy nebo vzorce počasí. Tým poznamenává, že tento přístup se posouvá „od rozpoznávání vzorů ke skutečnému nástroji pro vědecké objevy“.
Tento úspěch demonstruje sílu AI urychlit vědecký pokrok tím, že překlene propast mezi detailními krátkodobými jevy a rozsáhlými dlouhodobými procesy. Simulace nejen pomáhá sledovat vývoj naší galaxie, ale také poskytuje pohled na to, jak vznikly prvky nezbytné pro samotný život.
