AI РАЗГАДАЛ СИМУЛЯЦИЮ ГАЛАКТИКИ
Недавние исследования, проведенные командой учёных под руководством Кейи Хирасима из Центра междисциплинарных теоретических и математических наук RIKEN, достигли значительного прорыва в создании точных симуляций нашей Галактики. Впервые удалось смоделировать каждую из более чем 100 миллиардов звёзд Млечного Пути на временном интервале в 10 000 лет. Это событие открывает новые горизонты для исследования формирования и эволюции галактик.
ПРОБЛЕМА СИМУЛЯЦИИ ГАЛАКТИКИ
На протяжении десятилетий астрофизики стремились создать полностью функциональную симуляцию галактики, которая могла бы тестировать теории о её формировании. Однако существующие технологии испытывали трудности из-за колоссальных вычислительных требований. Ранее разработанные симуляции могли обрабатывать лишь около одного миллиарда солнечных масс, что ограничивало возможность отслеживания отдельных звёздных событий, таких как взрывы сверхновых, из-за потерь информации в разнородных данных.
Чтобы корректно моделировать поведение индивидуальных звёзд, необходимо делать множество маленьких временных шагов, чтобы уловить быстрые изменения. Однако сокращение временных шагов требует значительно большего объёма вычислительных мощностей: для симуляции одного миллиарда лет потребовалось бы 36 лет реального времени на суперкомпьютерах.
НАХОДКА РЕШЕНИЯ ЧЕРЕЗ ИИ
Команда Хирасима нашла выход из этой сложной ситуации с помощью глубокого обучения. Учёные обучили искусственный интеллект высококачественным симуляциям взрывов сверхновых, позволив ему предсказывать, как газ расширяется в течение следующих 100 000 лет после взрыва. Эта модель ИИ успешно сочетает маломасштабные физические процессы с глобальной динамикой галактики, что позволяет одновременно отслеживать как широкий спектр взаимодействий в Галактике, так и отдельные стихийные катастрофы звёзд.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
В результате применения новых технологий время, необходимое для симуляции, сократилось с 36 лет до всего лишь 115 дней. Результаты были подтверждены на мощных суперкомпьютерах, таких как Fugaku и Miyabi, что подтвердило высокую точность и масштаб применяемой симуляции.
Этот прорыв имеет потенциально революционное значение для других научных областей, таких как климатология, предсказание погоды и динамика океанов, где также необходимо учитывать процессы, происходящие на различных масштабах – от молекулярного до планетарного.
Таким образом, работа исследовательской группы под руководством Кейи Хирасима открывает новые возможности не только для понимания Млечного Пути, но и для моделирования сложных систем в целом, что является важным шагом в направлении развития астрономии и смежных наук.
