O echipă internaţională de cercetători a realizat prima simulare completă a Căii Lactee care include peste 100 de miliarde de stele individuale, un progres considerat imposibil până acum. Folosind o combinaţie de inteligenţă artificială şi metode numerice avansate, echipe din Japonia şi Spania au obţinut o viteză şi o precizie fără precedent, cu aplicaţii potenţiale în multiple domenii ştiinţifice.
Proiectul este coordonat de Keiya Hirashima, cercetător la Centrul RIKEN pentru Ştiinţe Teoretice şi Matematice Interdisciplinare, împreună cu specialişti de la Universitatea din Tokyo şi Universitatea din Barcelona. Simularea urmăreşte evoluţia galaxiei pe o perioadă de 10.000 de ani, oferind un nivel de detaliu şi rapiditate de peste o sută de ori mai mare decât cele mai performante modele anterioare.
Până acum, recrearea digitală a unei galaxii la nivelul fiecărei stele a fost imposibilă din cauza complexităţii calculelor necesare pentru a reda gravitaţia, interacţiunile gazelor, formarea elementelor şi comportamentul supernovelor. Modelele anterioare reprezentau fiecare „particulă” drept aproximativ o sută de stele reale, limitând drastic precizia, iar fenomenele rapide necesitau paşi de timp extrem de mici, sporind exponenţial cerinţele de calcul. Estimările arătau că o simulare completă bazată pe fizică clasică ar fi durat peste 36 de ani pentru a acoperi un miliard de ani de evoluţie galactică.
Pentru a depăşi aceste obstacole, echipa a integrat un model de învăţare profundă capabil să prevadă comportamentul gazului în primele sute de mii de ani după o supernovă. Antrenat pe simulări de înaltă rezoluţie, acest model surogat accelerează masiv calculele fără a pierde acurateţea.
Noua simulare a fost validată pe supercomputere de top, precum Fugaku şi platforma Miyabi, demonstrând că un milion de ani de evoluţie galactică pot fi simulate în aproximativ 2,78 ore, ceea ce permite acoperirea unui miliard de ani în mai puţin de patru luni, de peste o sută de ori mai rapid decât înainte.
Pe lângă impactul în astrofizică, tehnica poate revoluţiona şi alte domenii care necesită integrarea proceselor la scară mică în modele complexe, cum ar fi studiul atmosferei, dinamica oceanelor sau cercetările climatice. Prezentată la conferinţa internaţională de supercalcul SC ’25, simularea deschide noi perspective pentru cercetarea universului şi a planetei noastre cu o precizie şi o viteză fără precedent.
