Моделювання галактики вперше дозволило простежити розвиток кожної зірки протягом десятитисячолітнього періоду.
Міжнародна команда науковців представила першу в історії симуляцію, яка моделює Чумацький Шлях на рівні кожної окремої зорі. Дослідникам вдалося відстежити 100 мільярдів зірок упродовж 10 тисяч років еволюції, використавши глибоке машинне навчання для прискорення розрахунків у 100 разів, повідомляє EuroNews.
Нове моделювання вперше дало змогу аналізувати поведінку кожної зірки в галактиці окремо, без об'єднання в широкі кластерні групи. Раніші методи часто ігнорували дрібномасштабні фізичні процеси, що ускладнювало вченим можливість точно відстежити формування та еволюцію Чумацького Шляху. Завдяки інтеграції штучного інтелекту з традиційними фізичними розрахунками, команді вдалося досягти роздільної здатності, якої вони домагалися протягом багатьох років.
Проєкт був ініційований дослідником Кейєю Хірашіма, який працює в Центрі міждисциплінарних теоретичних і математичних наук RIKEN у Японії. Спільно з колегами з Токійського та Барселонського університетів, він презентував свої результати на Міжнародній конференції з високопродуктивних обчислень, мереж, зберігання даних та аналізу SC'25.
Науковці пояснили, що фізика галактики охоплює процеси з різними часовими масштабами. Це може бути як повільний рух спіральних рукавів, так і вибухи наднових, які тривають лічені секунди.
Для моделювання надшвидких процесів, таких як наднові, необхідно виконувати мікроскопічні обчислення, що часто робить симуляції дуже повільними. Команда знайшла вихід із цієї ситуації, впровадивши модель глибокого навчання. Штучний інтелект, підготовлений на основі даних з високоточних симуляцій, навчився передбачати розсіювання газу протягом 100 тисяч років після вибуху наднової.
Цей метод значно прискорив процес обчислень, зберігаючи при цьому всі необхідні деталі. Модель була перевірена на суперкомп'ютері Fugaku та системі Miyabi в Токійському університеті. Завдяки цьому, для обчислення мільйона років еволюції Чумацького Шляху тепер потрібно всього 2,78 години. Моделювання мільярда років, яке раніше займало 36 років, тепер виконується за 115 днів.
У статті науковці вказують, що цей метод може виявитися корисним не тільки в галузі галактичної фізики, але й для створення кліматичних моделей, формування великих космічних утворень, акреції чорних дір, а також для вивчення процесів турбулентності. Гібридні моделі здатні зробити складні симуляції водночас швидшими і більш точними.
"Поєднання штучного інтелекту з потужними обчислювальними системами вказує на суттєвий поворот у нашому підході до розв'язання складних, багатогранних задач у сфері обчислювальних наук", - зазначив Хірашіма.
За словами дослідника, симуляції, прискорені ШІ, "можуть стати справжнім інструментом для наукових відкриттів" і допомогти дослідникам краще зрозуміти походження елементів, з яких виникло життя. Наступним етапом роботи стане масштабування технології та перевірка її можливостей для моделювання земних процесів.
Не так давно вчені розробили найдосконаліший цифровий аналог Землі, що володіє унікальною роздільною здатністю 1,25 кілометра. Цей проект об'єднує в собі технології прогнозування погоди та моделювання кліматичних змін на тривалі терміни.
#Університет #Модель #Фізика #Зірка #Штучний інтелект #Японія #Земля #Еволюція #Кутова роздільна здатність #Газ #Машинне навчання #Чумацький Шлях #Наукове моделювання #Токійський університет #Наднова. #Чорна діра #Прискорення #Розподілені обчислення #Турбулентна течія #Акреція (астрофізика) #Розсіювання #Прогнозування погоди
