Os astrónomos criaram a simulação mais detalhada da Via Láctea de sempre, aproveitando a inteligência artificial para mapear a evolução da nossa galáxia com 100 mil milhões de estrelas. Esta descoberta reduz drasticamente o tempo necessário para modelagens galácticas complexas, abrindo novos caminhos para a compreensão das maiores estruturas do Universo.
A necessidade de velocidade: por que as simulações galácticas são importantes
Simular a evolução galáctica é computacionalmente intensivo. Os modelos anteriores de alta resolução, limitados a cerca de mil milhões de estrelas, levaram décadas para modelar apenas uma fração da história da Via Láctea. Essa limitação prejudicou a capacidade de estudar processos galácticos de longo prazo, como a formação de estrelas e a distribuição de elementos essenciais à vida. A nova simulação assistida por IA contorna esse gargalo, executando 100 vezes mais rápido que os modelos anteriores.
Como a IA acelerou o processo
A chave para esse avanço reside em uma nova metodologia que combina aprendizado de máquina com simulações numéricas tradicionais. Liderada por Keiya Hirashima, do Centro RIKEN de Ciências Teóricas e Matemáticas Interdisciplinares no Japão, a equipe desenvolveu um modelo substituto de aprendizagem profunda treinado em dados de supernovas de alta resolução.
Este componente de IA aprende a prever a expansão dos remanescentes de supernovas ao longo de 100.000 anos – uma escala de tempo anteriormente demasiado lenta para ser simulada com precisão. As supernovas são críticas porque distribuem elementos e energia por toda a galáxia, influenciando a próxima geração de estrelas. Ao integrar as previsões da IA na simulação mais ampla, os investigadores podem capturar os efeitos de curto prazo que moldam a evolução galáctica a longo prazo.
De anos a dias: o impacto da simulação
O resultado é surpreendente. Enquanto a simulação de um milhão de anos de evolução galáctica antes exigia 315 horas (13 dias) usando modelos mais antigos, o novo sistema alimentado por IA completa a mesma tarefa em apenas 2,78 horas. Simular mil milhões de anos leva agora 115 dias em vez de 36 anos. Esta velocidade permite aos astrónomos testar teorias sobre a formação, estrutura e evolução química da Via Láctea com uma eficiência sem precedentes.
Além da astrofísica: uma nova era de simulação
Hirashima acredita que esta integração da IA e da computação de alto desempenho marca uma mudança na ciência computacional. A metodologia não se limita à astrofísica; poderia ser adaptado para modelar outros sistemas complexos, como mudanças climáticas, correntes oceânicas ou padrões climáticos. A equipe observa que esta abordagem permite ir “além do reconhecimento de padrões para se tornar uma ferramenta genuína para a descoberta científica”.
Esta conquista demonstra o poder da IA para acelerar o progresso científico, preenchendo a lacuna entre fenómenos detalhados de curto prazo e processos de grande escala a longo prazo. A simulação não só ajuda a traçar a evolução da nossa galáxia, mas também oferece um vislumbre de como surgiram os elementos necessários à própria vida.
