Gli astronomi hanno creato la simulazione della Via Lattea più dettagliata di sempre, sfruttando l’intelligenza artificiale per mappare l’evoluzione della nostra galassia con 100 miliardi di stelle. Questa svolta riduce drasticamente il tempo necessario per la complessa modellazione galattica, aprendo nuove strade per comprendere le strutture più grandi dell’universo.
Il bisogno di velocità: perché le simulazioni galattiche sono importanti
La simulazione dell’evoluzione galattica è impegnativa dal punto di vista computazionale. I precedenti modelli ad alta risoluzione, limitati a circa un miliardo di stelle, impiegavano decenni per modellare solo una frazione della storia della Via Lattea. Questa limitazione ha ostacolato la capacità di studiare i processi galattici a lungo termine, come la formazione delle stelle e la distribuzione degli elementi essenziali per la vita. La nuova simulazione assistita dall’intelligenza artificiale aggira questo collo di bottiglia funzionando 100 volte più velocemente rispetto ai modelli precedenti.
Come l’intelligenza artificiale ha accelerato il processo
La chiave di questo balzo in avanti risiede in una nuova metodologia che combina l’apprendimento automatico con le tradizionali simulazioni numeriche. Guidato da Keiya Hirashima del Centro RIKEN per le scienze teoriche e matematiche interdisciplinari in Giappone, il team ha sviluppato un modello surrogato di apprendimento profondo addestrato su dati di supernova ad alta risoluzione.
Questo componente AI impara a prevedere l’espansione dei resti di supernova nell’arco di 100.000 anni, un intervallo di tempo precedentemente troppo lento per essere simulato accuratamente. Le supernove sono fondamentali perché distribuiscono elementi ed energia in tutta la galassia, influenzando la prossima generazione di stelle. Integrando le previsioni dell’intelligenza artificiale nella simulazione più ampia, i ricercatori possono catturare gli effetti a breve termine che modellano l’evoluzione galattica a lungo termine.
Dagli anni ai giorni: l’impatto della simulazione
Il risultato è sconcertante. Laddove simulare un milione di anni di evoluzione galattica una volta richiedeva 315 ore (13 giorni) utilizzando modelli più vecchi, il nuovo sistema basato sull’intelligenza artificiale completa la stessa attività in sole 2,78 ore. La simulazione di un miliardo di anni richiede ora 115 giorni invece di 36 anni. Questa velocità consente agli astronomi di testare le teorie sulla formazione, la struttura e l’evoluzione chimica della Via Lattea con un’efficienza senza precedenti.
Oltre l’astrofisica: una nuova era di simulazione
Hirashima ritiene che questa integrazione tra intelligenza artificiale e calcolo ad alte prestazioni segni un cambiamento nella scienza computazionale. La metodologia non si limita all’astrofisica; potrebbe essere adattato per modellare altri sistemi complessi come il cambiamento climatico, le correnti oceaniche o i modelli meteorologici. Il team osserva che questo approccio consente di andare “oltre il riconoscimento di modelli per diventare un vero strumento per la scoperta scientifica”.
Questo risultato dimostra il potere dell’intelligenza artificiale nell’accelerare il progresso scientifico colmando il divario tra fenomeni dettagliati a breve termine e processi a lungo termine su larga scala. La simulazione non solo aiuta a tracciare l’evoluzione della nostra galassia, ma offre anche uno sguardo su come sono emersi gli elementi necessari alla vita stessa.
