Les astronomes ont créé la simulation la plus détaillée de la Voie lactée jamais réalisée, en tirant parti de l’intelligence artificielle pour cartographier l’évolution de notre galaxie composée de 100 milliards d’étoiles. Cette avancée réduit considérablement le temps nécessaire à la modélisation galactique complexe, ouvrant ainsi de nouvelles voies pour comprendre les plus grandes structures de l’univers.
Le besoin de vitesse : pourquoi les simulations galactiques sont importantes
La simulation de l’évolution galactique nécessite beaucoup de calculs. Les modèles haute résolution précédents, limités à environ un milliard d’étoiles, prenaient des décennies pour modéliser seulement une fraction de l’histoire de la Voie lactée. Cette limitation a entravé la capacité d’étudier les processus galactiques à long terme, tels que la formation des étoiles et la distribution des éléments essentiels à la vie. La nouvelle simulation assistée par l’IA contourne ce goulot d’étranglement en fonctionnant 100 fois plus vite que les modèles précédents.
Comment l’IA a accéléré le processus
La clé de ce bond en avant réside dans une nouvelle méthodologie combinant l’apprentissage automatique et les simulations numériques traditionnelles. Dirigée par Keiya Hirashima du Centre RIKEN pour les sciences théoriques et mathématiques interdisciplinaires au Japon, l’équipe a développé un modèle de substitution d’apprentissage en profondeur formé sur des données de supernova à haute résolution.
Ce composant d’IA apprend à prédire l’expansion des restes de supernova sur 100 000 ans, une échelle de temps auparavant trop lente pour simuler avec précision. Les supernovas sont essentielles car elles distribuent des éléments et de l’énergie dans toute la galaxie, influençant ainsi la prochaine génération d’étoiles. En intégrant les prédictions de l’IA dans une simulation plus large, les chercheurs peuvent capturer les effets à court terme qui façonnent l’évolution galactique à long terme.
Des années aux jours : l’impact de la simulation
Le résultat est stupéfiant. Alors que la simulation d’un million d’années d’évolution galactique nécessitait autrefois 315 heures (13 jours) avec des modèles plus anciens, le nouveau système alimenté par l’IA accomplit la même tâche en seulement 2,78 heures. La simulation d’un milliard d’années prend désormais 115 jours au lieu de 36 ans. Cette vitesse permet aux astronomes de tester les théories sur la formation, la structure et l’évolution chimique de la Voie lactée avec une efficacité sans précédent.
Au-delà de l’astrophysique : une nouvelle ère de simulation
Hirashima estime que cette intégration de l’IA et du calcul haute performance marque un changement dans la science informatique. La méthodologie ne se limite pas à l’astrophysique ; il pourrait être adapté pour modéliser d’autres systèmes complexes tels que le changement climatique, les courants océaniques ou les conditions météorologiques. L’équipe note que cette approche permet d’aller « au-delà de la reconnaissance de formes pour devenir un véritable outil de découverte scientifique ».
Cette réalisation démontre le pouvoir de l’IA pour accélérer le progrès scientifique en comblant le fossé entre les phénomènes détaillés à court terme et les processus à grande échelle à long terme. La simulation permet non seulement de retracer l’évolution de notre galaxie, mais offre également un aperçu de la façon dont les éléments nécessaires à la vie elle-même ont émergé.
